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[Risolto] Equazione di Bernoulli per calcolare diminuzione pressione

  

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Sul tetto di una casa soffia un vento che ha una velocità di $15 m / s$. La densità dell' aria è $1,29 kg / m ^3$.
Calcola di quanto diminuisce la pressione atmosferica rispetto alla pressione atmosferica normale a causa di questo vento.
Spiega perché può accadere che, quando il vento raggiunge velocità molto elevate, i tetti di alcune case siano spinti verso l' esterno con una forza così intensa da provocarne il distacco.

 

Sul tetto di una casa soffia un vento che ha una velocità di 15 m/s...

Vedi figura

shot 2022 07 04 09 57 37

 

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Per il teorema di Bernoulli, nel punto dove la velocità di scorrimento dell'aria aumenta, in quel punto la pressione diminuisce.

La somma delle pressioni rimane costante. (1/2 d v^2 è la pressione cinetica).

 Po + 1/2 d vo^2 m = P1 + 1/2 d v1^2.

La velocità dell'aria all'interno della casa è 0 m/s, la pressione è quella atmosferica Po = 1,013 * 10^5 Pa.

All'esterno la velocità è 15 m/s.

1/2 d vo^2 = 0 Pa; perché vo = 0 m/s.

Po - P1 = 1/2 d v1^2 ;

Po - P1 = 1/2 * 1,29 * 15^2 ;

Po - P1 = 145 Pa;

all'interno della casa la pressione è maggiore, quindi sul soffitto agirà una forza F verso l'esterno.

F = (Delta P) * Area;

Se l'area  A = 20 m^2, allora la forza sarà:

F = 145 * 20 = 2900 N. (Forza che un tetto dovrebbe sopportare, circa 290 kg forza).

Se invece il vento ha velocità molto elevate, il tetto esplode verso l'esterno perché la forza diventa molto intensa. (questo accade facilmente se il tetto è piatto ed esteso

Esempio:

se v = 80 m/s; area = 50 m^2

Delta P = 1/2 * 1,29 * 80^2 = 4128 Pa;

F = 4128 * 50 = 206400 N;

(F = 2,064 * 10^5 N; sono circa 20600 kg forza e se non ben costruito il tetto può non sopportare una forza così grande che spinge verso l'esterno, l'edificio si scoperchia).

Ciao @angie

 

 

 



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All'aumentare della velocità del vento aumenta la differenza di pressione tra interno ed esterno e la forza che spinge il tetto verso l'alto può essere tale da provocare il distacco.

 

Può essere utile aprire le finestre per contrastare la differenza di pressione.

Ciao.

Buona giornata 



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Bernoul

patm +0 = 1,29/2*15^2+p

1,013*10^5-p = 225*1,29/2 = 145 Pa ....praticamente una frazione di percento 

 



Risposta
SOS Matematica

4.6
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