L’esperimento di Magdeburgo (1654) dimostrò l’importanza delle forze dovute alla pressione atmosferica: due semisfere di ottone di diametro furono accostate per formare una sfera dal cui interno, mediante una pompa a vuoto, venne estratta l’aria. Due gruppi di cavalli ciascuno, che tiravano da parti opposte le semisfere, non riuscirono a separarle.
- Considera le due semisfere: quale è l’asse di simmetria di ciascuna di esse?
- In che modo la pressione atmosferica agisce su ciascuna delle due semisfere?
- Calcola la forza necessaria a separare le due semisfere.
SVOLGIMENTO
Sappiamo che l’atmosfera attorno alla sfera di ottone, le due semisfere chiuse, agisce in maniera uniforme su tutta la sfera, infatti la legge di Stevino ci dice che la differenza di pressione è dovuta esclusivamente alla differenza di quota tra un punto e l’altro, ma la sfera di ottone ha un diametro di soli quindi ininfluenti ai fini della variazione di pressione. Ne segue che la pressione atmosferica ha l’effetto di unire le due semisfere e di tenerle attaccate. Cerchiamo di calcolare quanto vale questa forza, per lo stesso ragionamento di prima su tutta la superficie della sfera viene esercitata una pressione e per la legge di Stevino tale pressione (che è la pressione atmosferica) dipende esclusivamente dalla quota che ancora una volta possiamo assumere essere sempre la stessa. A questo punto a noi non interessa la superficie della semisfera, ma interessa l’area della sua proiezione, cioè l’area del cerchio massimo. In definitiva
Per provare a focalizzare l’esercizio immaginate di dover calcolare la forza peso dell’aria che sta sopra la vostra casa, ovviamente il tetto della vostra casa non è tutto alla stessa quota, ma come in questo esercizio la differenza di quota è irrilevante, pertanto per calcolare la forza peso faremo semplicemente dove per utilizziamo l’area della proiezione del tetto, non l’area del tetto.
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