[Idrostatica, liceo] Problema.
In un'imbarcazione, a 2 m sotto la linea di galleggiamento si è aperta una falla.
Sapendo che la forza necessaria per impedire all'acqua di entrare è di 182 250 N, determina la superficie della falla.
Svolgimento.
Il calcolo che effettuo io è il seguente:
Indicando con $F$ la forza minima da vincere da parte dell'acqua, con $p$ la pressione esercitata sulla falla (la cui natura è il punto che mi crea problemi) e con $S$ la superficie, ottengo il calcolo:
$S = F/p = \frac {F}{(\rho_(acqua) * h * g + p_(atm)}$, e di qui, numericamente:
$\frac{182250 N}{(1000 kg/m^3)*(2m)*(9,8 m/s^2) + (1, 013 * 10^5 Pa)} ("circa uguale a") 1,51 m^2$;
mentre il risultato corretto è quello che non tiene conto della pressione atmosfera. In base a quale concetto fisico o in base a quale interpretazione del testo del problema, non devo considerare la pressione atmosferica?
Sapendo che la forza necessaria per impedire all'acqua di entrare è di 182 250 N, determina la superficie della falla.
Svolgimento.
Il calcolo che effettuo io è il seguente:
Indicando con $F$ la forza minima da vincere da parte dell'acqua, con $p$ la pressione esercitata sulla falla (la cui natura è il punto che mi crea problemi) e con $S$ la superficie, ottengo il calcolo:
$S = F/p = \frac {F}{(\rho_(acqua) * h * g + p_(atm)}$, e di qui, numericamente:
$\frac{182250 N}{(1000 kg/m^3)*(2m)*(9,8 m/s^2) + (1, 013 * 10^5 Pa)} ("circa uguale a") 1,51 m^2$;
mentre il risultato corretto è quello che non tiene conto della pressione atmosfera. In base a quale concetto fisico o in base a quale interpretazione del testo del problema, non devo considerare la pressione atmosferica?
Risposte
Presumo perché all'interno della barca ci sia aria a pressione atmosferica, e non il vuoto
Cordialmente, Alex
Cordialmente, Alex
E quella forza, così genericamente espressa, non include automaticamente anche il tambureggiare dell'aria sulla superficie della falla (e quindi la forza che, diviso la falla stessa, da' origine alla pressione dell'aria interna alla barca sulla superficie della falla)?
Per come capisco io, non considerare nel mio calcolo di sopra la pressione atmosferica equivarrebbe a definire quella $F$ sopra indicata come una forza esercitata dall'interno della barca ma non imputabile all'aria presente all'interno della barca stessa
.
Per come capisco io, non considerare nel mio calcolo di sopra la pressione atmosferica equivarrebbe a definire quella $F$ sopra indicata come una forza esercitata dall'interno della barca ma non imputabile all'aria presente all'interno della barca stessa
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Non ti è stato chiesto come fare per non fare entrare l'acqua, ma solo quant'è grande la forza per non far entrare l'acqua e quindi devi considerare la pressione atmosferica interna. Se tu, per esempio, per ottenere lo scopo ti limitassi ad appoggiare un vetro a copertura della falla (lasciamo stare i problemi di tenuta, ovviamente) quella è la forza che il vetro dovrebbe sopportare perché il resto ce lo mette l'aria interna.
Se vuoi puoi metterla così: qual è la forza che sopportava la parete della barca prima della falla? Con la parete in loco la risultante era zero, col buco la risultante è quella ...
Cordialmente, Alex
Se vuoi puoi metterla così: qual è la forza che sopportava la parete della barca prima della falla? Con la parete in loco la risultante era zero, col buco la risultante è quella ...
Cordialmente, Alex
@turtle
Immagina questo esperimento.
Prendi una pentola da cucina, che abbia un buco sotto di sezione S. Tappa il buco con un pezzo di carta incollato. Osserva la pentola : l'aria è ovunque, dentro, fuori, attorno. La carta non si rompe, no?
Ora riempi di acqua a metá il lavello della tua cucina, (non di più se no tua mamma se la prende con me perché esce l'acqua fuori!) , prendi la pentola vuota per i manici e poggiala nell'acqua. La pentola galleggia, c'è aria dentro, c'è aria sopra l'acqua, e esternamente alla pentola c'è anche l'acqua….Ad un certo punto, la carta si spugna e si sfonda, e entra acqua nella pentola. Eppure nella pentola la pressione dell'aria c'è sempre!
Che cosa dà all'acqua la forza di sfondare la carta e entrare nella pentola?
Immagina questo esperimento.
Prendi una pentola da cucina, che abbia un buco sotto di sezione S. Tappa il buco con un pezzo di carta incollato. Osserva la pentola : l'aria è ovunque, dentro, fuori, attorno. La carta non si rompe, no?
Ora riempi di acqua a metá il lavello della tua cucina, (non di più se no tua mamma se la prende con me perché esce l'acqua fuori!) , prendi la pentola vuota per i manici e poggiala nell'acqua. La pentola galleggia, c'è aria dentro, c'è aria sopra l'acqua, e esternamente alla pentola c'è anche l'acqua….Ad un certo punto, la carta si spugna e si sfonda, e entra acqua nella pentola. Eppure nella pentola la pressione dell'aria c'è sempre!
Che cosa dà all'acqua la forza di sfondare la carta e entrare nella pentola?
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