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[Risolto] Fluidi in un tubo a u

  

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4. Un tubo di gomma a forma di U ha una estremità aperta e una chiusa ed è inizialmente vuoto. Si versa acqua nel tubo, fino ad arrivare alla situazione in cui l'acqua, in equilibrio, raggiunge, rispetto al livello di riferimento, nel ramo aperto l'altezza di $34,0 cm$ e nel ramo chiuso l'altezza di $20,0 cm$.
- La figura contraddice il principio dei vasi comunicanti? Perché?
- Quanto è la pressione dell'aria nel ramo chiuso?

Con un punteruolo pratichi un foro nell'estremità chiusa del tubo. Quale altezza raggiunge adesso l'acqua in ciascuno dei due bracci?
$$
\left[1,02 \times 10^5 Pa ; 27 cm \right]
$$

20230619 121749
20230619 121747
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Non contraddice il principio dei vasi comunicanti perché un ramo è chiuso.

L'aria all'interno del tubo chiuso viene sottoposta ad una pressione P maggiore e il suo volume diminuisce in modo che l'aria intrappolata in un volume più piccolo eserciti la stessa pressione che c'è nel ramo aperto.

h1 = 0,200 m;

h2 = 0,340 m;

Alla base del tubo, (nella curva), le pressioni devono essere uguali:

P1 nel tubo chiuso;

P2 nel tubo aperto; 

 

P1 + d g * h1 = P atmosferica + d g * h2;

P1 = P atmosferica + d g (h2 - h1);

Delta h =34,0 - 20,0 = 14,0 cm = 0,140 m;

Delta P = d g Delta h = 1000 * 9,8 * 0,140 = 1372 Pa; = 1,37 kPa ;

P1 = P atmosferica + 1,37 kPa; (pressione dell'aria nel ramo chiuso).

P1 = 1,013 * 10^5 + 1370 = 1,027 *10^5 Pa > P atmosferica.

Se si apre il tubo, la pressione dell'aria è la P atmosferica in tutti e due i rami, i due livelli diventano uguali:

d g h1 + P atm = d g h2 + Patm;

h1 + h2 = 34 + 20

h1 + h2 = 54 cm;

h1 = h2;

2 h = 54 cm;

h = 54 / 2 = 27 cm, altezza in ogni ramo.

Ciao @aurora-_



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https://www.sosmatematica.it/forum/domande/tubo-a-u/

🤔

 



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patm+1000*g*0,34  = p+1000*g*0,20

p = patm+1000*g*(0,34-0,20) 

p = 1,013*10^5+1000*9,806*0,14 = 1,027*10^5 Pa 

 

forata l'estremità chiusa , h1 = h2 = (34+20)/2  = 27 cm 

 



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