Principio di Pascal

Il principio di pascal

INDICE

1. INTRODUZIONE

6. CONCLUSIONE

2. PRESSIONE

7. TORCHIO IDRAULICO

8. FRENI A DISCO

3. ENUNCIATO

4. ESPERIENZA

9. RINGRAZIAMENTO

5. OSSERVAZIONI

Introduzione

Il principio di Pascal, dal nome dello scienziato francese Blaise Pascal, che nel 1653 lo enuncò, è una delle tre leggi (le altre due sono la legge di Stevino e il principio di Archimede) che si usano per studiare la pressione all'interno di un fluido ed è alla base della meccanica dei fluidi.

PRESSIONE

Fondamentale per lo studio dei fluidi è il concetto di pressione, che misura gli effetti di una forza su una superficie. Sia F⟂ la forza che agisce in direzione perpendicolare su una superficie di area S. La pressione p esercitata dalla forza F⟂ sulla superficie S è una grandezza scalare data dal rapporto tra il modulo della forza e l'area della superficie: p= F⟂/S (N/m² ) Nel S.I. l'unità di misura della pressione è il pascal, Pa: 1Pa= 1(N/m² )

La pressione è direttamente proporzionale alla forza e inversamente proporzionale alla superficie. Dunque:

• fissata l'area, se la forza aumenta anche la pressione aumenta;
• fissata la forza, se l'area è maggiore, allora la pressione è minore.

enunciato

PRINCIPIO DI PASCAL: la pressione esercitata sulla superficie di un liquido si trasmette, con lo stesso valore, a ogni punto del liquido e a ogni superficie a contatto con il liquido. In altri termini la legge di Pascal afferma che la pressione all' interno di un liquido è la stessa in tutti i suoi punti . Si tratta di un principio che, quindi, non si esprime mediante una formula, ma descrive una proprietà intrinseca dei liquidi, ovvero un comportamento che dipende dalla natura dei liquidi stessi. Dunque non se ne può fornire una dimostrazione, se non sperimentale.

Esperienza

Bottiglia tappata in posizione verticale con i fori alla stessa altezza

Materiale necessario:

• 1 recipiente;
• 1 bottiglia in PVC con corona di fori alla stessa altezza, vista verticalmente;
• nastro adesivo.

Descrizione e fasi:

• si copre la corona di fori col nastro adesivo;
• si riempie la bottiglia di acqua per 3/4;
• dopo aver tappato la bottiglia la si colloca verticalmente nel recipiente;
• dopo aver tolto il nastro adesivo si comprime la bottiglia al di sotto del tappo.

Schiacciare la bottiglia significa comprimere il volume d'aria e di conseguenza aumentare la pressione: l'acqua viene, quindi, spinta fuori dalla bottiglia.

Osservazioni

Allo stesso risultato si giunge se si svita il tappo che funge da "rubinetto" che apre e chiude il flusso d'acqua.In questo caso l'aumento di pressione viene trasmesso dall'aria all'acqua.

Si osserva che da tutti i fori fuoriescono getti d'acqua che, inizialmente, avranno direzione perpendicolare alla superficie del recipiente, e poi, per effetto della forza di gravità, raggiungeranno il suolo alla stessa distanza dalla bottiglia.

CONCLUSIONE

La pressione esercitata in un punto dell'acqua viene trasmessa in tutta l'acqua, in maniera inalterata. Dunque i getti sono stati generati da pressioni uguali.

torchio idraulico

La proprietà dei liquidi espressa dalla legge di Pascal viene sfruttata per amplificare le forze in diversi dispositivi, che agiscono come leve vantaggiose. Un esempio è il torchio idraulico, utilizzato nelle officine, per sollevare pesi grandi con forze piccole; nella sua forma più semplice è costituito da due cilindri (che fungono da vasi comunicanti), pieni di olio e collegati tra loro, e da due pistoni.

torchio Idraulico

In accordo con la legge di Pascal, la pressione esercitata sul liquido attraverso il pistone più piccolo, che viene spinto verso il basso con una forza FA, si trasmette al pistone più grande. Il secondo pistone risente quindi di una forza FB, che tende a sollevarlo. Legge di Pascal applicata al torchio idraulico: FA : FB = SA : SB Da questa formula si può dedurre che i moduli delle forze che agiscono sui pistoni sono direttamente proporzionali alle aree dei pistoni. L’olio del torchio idraulico è un fluido incomprimibile, ossia conserva il proprio volume. Perciò, quando il pistone piccolo si sposta verso il basso di un tratto hA per effetto della forza applicata, il pistone grande si solleva di un tratto hB più breve. Dunque il torchio idraulico moltiplica le forze, ma riduce gli spostamenti.

freni a disco

Un altro esempio dell’utilizzo concreto della legge di Pascal è dato dal circuito oleodinamico dei freni a dico delle automobili, fatto di tubi pieni di olio che collegano il pedale del freno a ciascuna ruota. Attraverso l’olio, la pressione esercitata dal pedale arriva fino alle pastiglie. La forza che stringe le pastiglie sul disco fissato alla ruota, e lo rallenta grazie all’attrito, è amplificata rispetto a quella del piede sul pedale.

GRAZIE PER L'ATTENZIONE

Realizzato da: Barra FedericaDanza Eleonora Menale Luigi RICCARDI ANDREA ZABATTA MARTA CLASSE IV A Liceo statale "f. de sanctis"

MECCANICA DEI FLUIDI

La meccanica dei fluidi è la branca della fisica che studia gli stati di quiete o di moto di sistemi fisici costituiti in parte o totalmente da fluidi . Col termine fluido si indica un corpo che non ha una forma propria e tende ad assumere la forma del recipiente che lo contiene. I fluidi sono classificati in liquidi e gas.

Un liquido non ha forma propria; tuttavia ha un volume proprio ed è considerato incomprimibile

Un gas non ha nè forma nè volume propri; è comprimibile