I FLUIDI-COMPLETO

I FLUIDI

SOLIDI

- Hanno una forma propria- Hanno un volume proprio - Sono incomprimibili

LIQUIDI

- Assumono la forma del loro recipiente- Possiedono un volume proprio- Sono incomprimibili

GAS

_ Non hanno una forma propria- Occupano tutto il volume del recipiente in cui sono immersi- Sono facilmente comprimibili

Liquidi e gassono chiamati FLUIDI per la loro proprietà di SCORRERE, FLUIRE.

LA PRESSIONE

DA COSA DIPENDE LA PRESSIONE?

PALLONCINO

Cosa usereste per scoppiare un pallocino?

LA PRESSIONE

La pressione è una grandezza scalare data dal rapporto tra il modulo della forza (F) che agisce perpendicolarmente alla superficie (S) e l’area della superficie stessa

LA PRESSIONE

COSA SUCCEDE...

S e p sono inversamente proporzionali. Se la superficie su cui agisce la forza diminuisce, la pressione aumenta tanto da far scoppiare il palloncino/tagliare la mela.

Unità di misura della pressione

Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della pressione è il PASCAL (Pa), definito come la pressione che si ottiene quando una forza di intensità 1 N agisce perpendicolarmente su una superficie di 1 m^2.

Strumenti per misurare la pressione

Barometro serve per misurare la pressione atmosferica (atm)

Manometroserve per misurare la pressione degli pneumatici (bar)

Sfigmomanometroserve per misurare la pressione arteriosa (mmHG-millimetro di mercurio)

L' ESPERIMENTO DI PASCAL

Un contenitore rigido bucherellato e riempito d'acqua è collegato ad un pistone.

Quando si preme il pistone, l'acqua esce da ciascun foro con zampilli uguali e perpendicolari alla superficie.

IL PRINCIPIO DI PASCAL

la pressione nei fluidi

Secondo IL PRINCIPIO DI PASCAL, la pressione esercitata su una superficie qualsiasi di un liquido si trasmette con lo stesso valore a tutte le superfici a contatto con il liquido.

ESPERIMENTO DI PASCAL

Occorrente

Bottiglia di plastica con tappo

Acqua

Schiacciando la bottiglia l'acqua zampillerà allo stesso modo da tutti i fori

Chiodo

ESEMPI SUL PRINCIPIO DI PASCAL

IL TORCHIO IDRAULICO

Il torchio idraulico ci permette di sollevare masse molto grandi con forze poco intense.Qual è la differenza tra i due rami?

IL TORCHIO IDRAULICO

Il principio di Pascal ci garantisce che la pressione esercitata su entrambi i pistoni è uguale

Utilizzando la definizione di pressione possiamo scrivere

ESEMPI SUL PRINCIPIO DI PASCAL

IL TORCHIO IDRAULICO

Occorrente

Due siringhe di sezioni diverse

Tubo

Acqua

LA PRESSIONE ATMOSFERICA

In base alla legge di Pascal, tutte le superfici degli oggetti e dei corpi sulla Terra, comprese le pareti delle cavità interne, sono soggette alla stessa pressione atmosferica.

La PRESSIONE ATMOSFERICA è dovuta al peso della colonna d'aria soprastante; essa diminuisce all'aumentare dell'altitudine.

COSA SUCCEDE...

F e S sono direttamente proporzionali:

in corrispondenza di una sezione piccola devo applicare una forza poco intensa.

in corrispondenza di una sezione grande devo applicare una forza di intensità maggiore.

COSA SUCCEDE SE...

...schiacciamo questi due oggetti verso il basso?

EFFETTI DELLA PRESSIONE ATMOSFERICA

EFFETTO VENTOSA

COSA SUCCEDE...

Premendo una ventosa su una superficie, si fa uscire l’aria dalla sua cavità. In questo modo si riduce la pressione interna rispetto a quella esterna, che la comprime contro la superficie.

COSA SUCCEDE SE...

...succhiamo dalla cannuccia?

COSA SUCCEDE...

Aspirando l’aria dalla cannuccia, la sua pressione interna diminuisce rispetto al valore esterno p0 e l’aria che continua a premere sul bicchiere spinge la bibita nella cannuccia.

LA PRESSIONE IDROSTATICA

La PRESSIONE IDROSTATICA è la pressione esercitata in un punto dalla colonna di fluido sovrastante; dipende solo dalla profondità e dalla densità del fluido, non dalla forma del recipiente.

PESCE BLOB

Il pesce blob vive tra i 400 e i 1700 metri sotto al livello del mare.Le caratteristiche fisiche, il suo corpo molliccio e le ossa morbide, gli permettono di resistere alle enormi pressioni sottomarine. In assenza di questa enorme pressione, il suo corpo diventa informe.

COSA SUCCEDE SE...

...capovolgiamo una bottiglia piena d'acqua in una vaschetta con acqua?

ESPERIMENTO 2. SULLA PRESSIONE ATMOSFERICA E IDROSTATICA

Occorrente

Recipiente di plastica

Bottiglia di plastica

Acqua

COSA SUCCEDE SE...

...facciamo un foro ad una bottiglia chiusa piena d'acqua?

COSA SUCCEDE...

La pressione atmosferica è maggiore della pressione che esercita l'aria nella bottiglia sull'acqua al suo interno, pertanto la bottiglia non si svuota.

ESPERIMENTO 3. SULLA PRESSIONE ATMOSFERICA E IDROSTATICA

Occorrente

Un bicchiere

Bottiglia di plastica

Supporto per la bottiglietta

Acqua colorata

Cannuccia

COSA SUCCEDE...

La pressione atmosferica è maggiore della pressione che esercita l'aria nella bottiglia sull'acqua al suo interno, pertanto, anche se è presente un foro, l'acqua non fuoriesce. Inizia a farlo nel momento in cui svitiamo il tappo ed inizia ad entrare dell'aria all'interno della bottiglia.

COSA SUCCEDE...

La pressione atmosferica è maggiore della pressione che esercita l'aria nella bottiglia sull'acqua al suo interno, pertanto, anche se è presente un foro, l'acqua non fuoriesce. Inizia a farlo nel momento in cui svitiamo il tappo ed inizia ad entrare dell'aria all'interno della bottiglia.

COSA SUCCEDE SE...

Acqua colorata

...capovolgiamo un bicchiere vuoto su una candela accesa in una bacinella d'acqua?

ESPERIMENTO 4. SULLA PRESSIONE ATMOSFERICA

Occorrente

Vaschetta di plastica

Acqua colorata

Candela

Accendino

Bottiglia di vetro

Cosa succede...

La candela all'interno del boccaccio di vetro consuma l'aria riducendone la pressione La pressione esterna preme sulla superficie libera facendo salire il livello dell'acqua all'interno della bottiglia.

Acqua colorata

COSA SUCCEDE SE...

...gonfi un palloncino in una bottiglia vuota?

IMPLOSIONE DELLA BOTTIGLIA

Occorrente

Bottiglia di plastica

Palloncino

Chiodo

Palloncino autogonfiante

Occorrente

Bottiglia di plastica

Acqua

Bicarbonato

Aceto

COSA SUCCEDE...

La pressione all'interno della bottiglia è maggiore della pressione dovuta all'aria inserita nel palloncino dal bambino. L'aria è lievemente comprimibile ma facendo un foro nella bottiglia entra la pressione atmosferica e il pallone si riesce a gonfiare.Quando il bambino smette di gonfiare, la bottiglia implode perchè la pressione all'esterno della bottiglia è maggiore di quella presente al suo interno.

LA LEGGE DI STEVINO

La pressione p su un punto a profondità h di un fluido di densità d sulla cui superficie libera c’è la pressione p0 è data dalla legge di Stevino:

ESPERIMENTO SULLA LEGGE DI STEVINO

ESPERIMENTO SULLA LEGGE DI STEVINO

Occorrente

Bottiglia di plastica

Recipiente di plastica

Acqua colorata

Spillo

COSA SUCCEDE...

Facciamo un foro ad una certa altezza h rispetto alla superficie dell'acqua. Con il tappo l'acqua non fuoriesce perchè la pressione atmosferica è maggiore di quella presente nella bottiglia.Togliendo il tappo inizia a zampillare l'acqua dal foro perchè la superficie dell'acqua è soggetta alla pressione atmosferica.

COSA SUCCEDE...

Facciamo un altro foro ad un'altezza minore rispetto alla precedente e confrontiamo i getti d'acqua. Si vedrà che dal foro più in basso l'acqua uscirà con una velocità maggiore rispetto al foro più in alto e questo dimostra che la pressione è direttamente proporzionale all'altezza del foro rispetto la livello dell'acqua.

I VASI COMUNICANTI

I vasi comunicanti sono due o più recipienti uniti da un tubo.

Un liquido versato in un sistema di vasi comunicanti raggiunge ovunque lo stesso livello.

COSA SUCCEDE...

I vasi comunicanti sono riempiti con lo stesso liquido e tutte le superfici sono soggette alla pressione atmosferica. Per la legge di Stevino raggiungono la stessa altezza.

ESPERIMENTO SUI VASI COMUNICANTI

Occorrente

Bottiglie di plastica di diverse sezioni

Cannucce

Colla a caldo

Acqua

TUBO A U

Occorrente

Due fluidi con densità diverse

Tubo a U

COSA SUCCEDE...

Le superfici libere sono soggette alla stessa pressione atmosferiche ma i liquidi hanno diversa densità, pertanto raggiungeranno altezze diverse

PERCHE' LE NAVI GALLEGGIANO?

PERCHE' LE MONGOLFIERE VOLANO

IL GALLEGGIAMENTO 1.

Occorrente

Recipiente di plastica

Pallina di metallo

Due panetti di plastilina

Tappo di sughero

Acqua

COSA SUCCEDE...

Alcuni corpi galleggiano e altri no. Perchè? I corpi con densità maggiore rispetto a quella dell'acqua affondano. Perchè i due panetti di plastilina, quindi dello stesso materiale e con la stessa massa hanno avuto due comportamenti diversi?

COSA SUCCEDE SE...

...mettiamo un mandarino con la buccia in una bacinella piena d'acqua?

...mettiamo un mandarino senza buccia in una bacinella piena d'acqua?

COSA SUCCEDE SE...

...aggiungiamo del sale?

IL GALLEGGIAMENTO 2.

Occorrente

Recipiente di plastica

Mandarino

Acqua del rubinetto

Sale

COSA SUCCEDE...

Un mandarino con la buccia immerso in acqua galleggia, se togliamo la buccia affonda perchè tra il frutto e la buccia c'è dell'aria che ne fa dimunire la densità.

Aggiungendo il sale nell'acqua aumentiamo la sua densità che supera quella del mandarino senza buccia causandone il suo galleggiamento

L'UOVO FRESCO GALLEGGIA O AFFONDA?

L'UOVO FRESCO

Occorrente

Un bicchiere

Uovo

Acqua

COSA SUCCEDE...

L'uovo vecchio ha al suo interno una camera d'aria che ne riduce la densità. Se immergiamo un uovo vecchio nel bicchiere galleggerà, un uovo fresco andrà sul fondo.

IL SOMMERGIBILE

Occorrente

Siringa

Tubicino

Acqua

Sommergibile con palloncino

Cosa succede...

Gonfiando e sgonfiando il palloncino si modifica la densità del sommergibile: Il sommergibile affonda quando il palloncino è sgonfio e galleggia quando è gonfio. Il galleggiamento dipende dalla densità dell'oggetto rispetto alla densità del liquido in cui è immerso.

Perchè i pesci galleggiano

I pesci galleggiano a seconda della quantità di ossigeno che c'è dentro di loro: più ce n'è e più stanno a galla. Tutto merito della "vescica natatoria", un palloncino che assorbe e rilascia ossigeno proveniente dalle branchie. Se la vescica si sgonfia, il pesce scende, per poi tornare su quando si gonfia.

LA TORRE LIQUIDA

Liquidi immiscibili

Occorrente

Bicchiere di vetro

Olio

Alcool

Detersivo

COSA SUCCEDE SE...

...copriamo con un cartoncino un bicchiere pieno d'acqua e lo capovolgiamo?

ACQUA E COCA COLA

Occorrente

Due bicchieri

Acqua

Coca cola

Lucido

IL DIAVOLETTO DI CARTESIO

Occorrente

Bottiglietta di plastica

Acqua

Cannuccia

Graffetta

Elastico

Cosa succede...

La graffetta legata alla cannuccia con l'elastico galleggia nella bottiglia riempita d'acqua e chiusa. Se esercetiamo una pressione sulla bottiglia per il principio di Pascal l'acqua entra nella cannuccia aumentando la sua densità e facendola affondare.

LA LEGGE DI ARCHIMEDE

Qualunque corpo immerso in un fluido subisce una forza verso l’alto di intensità pari al peso del fluido spostato.

LA LEGGE DI ARCHIMEDE

Esprimendo la massa del fluido spostato come prodotto della sua densità d per il volume V, la formula della legge di Archimede è:

LA SPINTA DI ARCHIMEDE

Occorrente

Becker graduato

Acqua

Pesetti

Asta

Dinamometro

IL GALLEGGIAMENTO

Se S>P il corpo galleggia parzialmente immerso

Se S=P il corpo galleggia ma totalmente immerso

Se S<P allora il corpo affonda

PERCHE' LE NAVI GALLEGGIANO

Una nave, anche se costruita con materiali pesanti, galleggia perchè al suo interno contiene molti spazi vuoti che accrescono il volume complessivo dell'aria al suo interno.

PERCHE' LE MONGOLFIERE VOLANO

"Un corpo immerso in un gas riceve una spinta verso l'alto pari al peso del gas spostato"; la forza che spinge il corpo verso l'alto viene detta spinta aerostatica.

PCTO 3C Scientifico Liceo "E. Amaldi" Bitetto

Tutor del progetto Prof.ssa Teresa Bruno