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[Risolto] PROBLEMA DI FISICA

  

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Un boccione d'acqua è collegato tramite un sottile tubo cilindrico al rubinetto del distributore d'acqua. Eventualmente al posto del rubinetto si può collegare un manometro. Il livello dell'acqua si trova all'altezza h 50 cm dal tubo, come mostrato nella figura.

IMG 20230925 170136

 ► Calcola la pressione dell'acqua nei punti A, B e C del tubo dovuta alla forza-peso dell'acqua.

 

► Come cambiano i valori se il livello dell'acqua scende fino al punto D situato a un'altezza pari a h/2?

 

Il boccione viene poi sostituito con uno nuovo. Collegando il manometro si misura una pressione dell'acqua di 6500 Pa.

 

► Qual è il livello dell'acqua nel boccione nuovo?

 

[4,9 x 103 Pa; 2,5 x 10' Pa; 66 cm]

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Innanzitutto osserviamo che, dalla legge di Stevino, si evince in maniera chiara che la differenza di pressione all'interno di un fluido è dovuta esclusivamente alla differenza di altezza all'interno del fluido stesso, pertanto nel punto $A, B$ e $C$ la pressione sarà uguale. Inoltre la legge di Stevino ci dice che tale pressione sarà
$$
p_2=p_1+d \cdot h \cdot g
$$
osserviamo che in questo particolare esercizio la pressione $p_1$, ossia la pressione a livello $h=0 \mathrm{~m}$, è nulla perchè il bottiglione di acqua è chiuso sopra e ci viene detto esplicitamente che la pressione nei punti $A, B$ e $C$ è dovuta alla forza peso dell'acqua, quindi
$$
p_{A, B, C}=d \cdot h \cdot g=1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^3 \cdot 0,5 \mathrm{~m} \cdot 9,81 \mathrm{~N} / \mathrm{kg}=4905 \mathrm{~Pa}
$$
Notiamo che la formula presenta una proporzionalità diretta tra $p$ e $h$, ne segue che quando il livello dell'acqua scende alla quota $D=h / 2$ si avrà anche un dimezzamento della pressione, che quindi sarà
$$
p_D=\frac{p_{A, B, C}}{2}=2452,5 \mathrm{~Pa}
$$
Per concludere l'esercizio, sempre utilizzando la legge di Stevino vistra sopra, possiamo calcolare facilmente il livello $h$ richiesto facendo
$$
h=\frac{p}{d \cdot g}=\frac{6500 \mathrm{~Pa}}{1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^3 \cdot 9,81 \mathrm{~N} / \mathrm{kg}} \approx 0,66 \mathrm{~m}
$$



Risposta
SOS Matematica

4.6
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