Principio di Pascal: problemi e soluzioni
1. Noti:
L'area di A 1 = 10 cm 2
L'area di A 2 = 100 cm 2
Forza 2 (F 2 ) = 100 Newton
Ricercato: Force 1 (F 1 )
soluzione:
P = F/LA
P = pressione , F = forza , A = area
P1 =F1 / UN1
P2 =F2 / UN2
P1 = P2
F1 / UN1 =F2 / UN2
F 1 / 10 cm 2 = 100 N / 100 cm 2
F 1 / 10 = 1 N
F 1 = (10)(1 N)
F 1 = 10 Newton
2. Se l'area di A 1 = 0.001 m 2 e l'area di A 2 = 0.1 m 2 , la forza esterna in ingresso F 1 = 100 N, allora la forza esterna in uscita F 2?
Conosciuto :
L'area di A 1 = 0.001 m 2
L'area di A 2 = 0.1 m 2
Forza di ingresso esterna F 1 = 100 Newton
Ricerca : Forza di uscita esterna (F 2 )
soluzione:
P1 = P2
F1 / UN1 =F2 / UN2
100 N / 0.001 m 2 = F 2 / 0.1 m 2
100 N / 0.001 = F 2 / 0.1
100,000 N = F 2 / 0.1
F 2 = (0.1)(100,000 N)
F 2 = 10,000 N
3. Il peso dell'auto è pari a 16,000 N. Qual è la forza esterna in ingresso F...?
Conosciuto :
Peso dell'auto (w) = 16,000 N
Area di B (A B ) = 4000 cm 2 = 4000 / 10,000 m 2 = 4 / 10 m 2 = 0.4 m 2
Area di A (A A ) = 50 cm 2 = 50 / 10,000 m 2 = 0.005 m 2
Ricercato: Force F
soluzione:
F / A A = w / A B
F / 0.005 m 2 = 16,000 N / 0.4 m 2
F / 0.005 = 16,000 N / 0.4
F / 0.005 = 40,000 N
F = (40,000 N)(0.005)
F = 200 Newton
4.
L'area di A è di 60 cm² e l'area di B è di 4,200 cm² , determinare la forza esterna in ingresso F.
Conosciuto :
Area di A (A A ) = 60 cm 2
Area di B (A B ) = 4200 cm 2
Peso w (w) = 3500 Newton
Ricercato: F 1
soluzione:
Forza F calcolata utilizzando l'equazione del principio di Pascal :
F 1 / A 1 = F 2 / A 2
F 1 / 60 cm 2 = 3500 N / 4200 cm 2
F 1 / 60 = 35 N / 42
F 1 = (60)(35) / 42
F 1 = 2100 / 42
F 1 = 50 Newton
5. Il sollevatore idraulico ha una sezione trasversale grande e una sezione trasversale piccola. L'area della sezione trasversale grande è 20 volte l'area della sezione trasversale piccola. Se sulla sezione trasversale piccola viene applicata una forza in ingresso di 25 N, determinare la forza in uscita.
Conosciuto :
Area della sezione trasversale piccola (A 1 ) = A
Ampia area della sezione trasversale (A 2 ) = 20A
Forza di ingresso (F 1 ) = 25 N
Ricerca: Forza di uscita (F 2 )
soluzione:
- Cos'è il principio di Pascal?
- RispostaIl principio di Pascal afferma che qualsiasi variazione di pressione applicata in un punto qualsiasi di un fluido si trasmette integralmente in tutto il fluido in tutte le direzioni.
- Come funziona un sollevatore idraulico in base al principio di Pascal?
- RispostaIn un sollevatore idraulico, una piccola forza applicata a un pistone di piccola area crea una pressione che viene trasmessa senza attenuazione a un pistone di area maggiore. Ciò si traduce in una forza maggiore sul pistone più grande, consentendogli di sollevare oggetti pesanti.
- Perché la variazione di pressione rimane invariata nel principio di Pascal?
- RispostaPoiché i fluidi sono incomprimibili, quando si applica una pressione a una parte del fluido, questa non può comprimersi, quindi trasferisce la variazione di pressione in modo uniforme a tutte le altre parti del fluido.
- Considerando il principio di Pascal, in che modo un aumento della profondità influisce sulla pressione del fluido?
- RispostaAll'aumentare della profondità in un fluido, aumenta anche la pressione a causa del peso del fluido sovrastante. Ciò è coerente con il principio di Pascal, in quanto l'aumento di pressione si verifica in modo uniforme a una determinata profondità.
- Perché le nostre orecchie si tappano quando saliamo o scendiamo rapidamente in aereo o ci immergiamo in profondità?
- RispostaVariazioni rapide di altitudine o profondità provocano rapide variazioni di pressione nel mezzo circostante (aria o acqua). Le nostre orecchie si stappano per equilibrare la pressione interna con quella esterna, in accordo con il principio di Pascal.
- Se una siringa sigillata, priva di bolle d'aria, viene premuta, perché è difficile comprimere il fluido al suo interno?
- RispostaI fluidi sono praticamente incomprimibili. Quando si tenta di diminuire il volume del fluido all'interno della siringa, la pressione aumenta, opponendosi alla compressione, secondo il principio di Pascal.
- In che modo il principio di Pascal spiega il fenomeno della rottura di una diga se si crea un piccolo foro alla sua base?
- RispostaA causa del peso dell'acqua, la pressione alla base della diga è elevata. Anche una piccola apertura permette a questa alta pressione di esercitarsi sulle strutture circostanti, il che può portare a un cedimento catastrofico della diga.
- Perché è più facile spruzzare un liquido da un flacone a pressione quasi pieno che da uno quasi vuoto?
- RispostaUna bottiglia piena contiene una maggiore quantità di liquido che, quando viene compressa, trasmette la pressione applicata in modo più efficace a tutto il fluido, secondo il principio di Pascal. Una bottiglia quasi vuota contiene più aria, che è comprimibile, quindi la stessa pressione non produce uno spruzzo di liquido altrettanto potente.
- Nei sistemi idraulici, la forza in uscita è sempre maggiore della forza in ingresso?
- RispostaNon necessariamente. Il rapporto tra la forza in uscita e la forza in ingresso è determinato dal rapporto tra le aree dei pistoni di uscita e di ingresso. Il sistema è progettato per amplificare la forza grazie a un'area del pistone di uscita maggiore rispetto a quella del pistone di ingresso, ma è il rapporto tra le aree che determina l'amplificazione della forza.
- Considerando il principio di Pascal, perché le creature degli abissi hanno corpi robusti e compatti?
- RispostaLe creature degli abissi subiscono pressioni enormi a causa del peso della colonna d'acqua sovrastante. Per sopravvivere, queste creature si sono evolute sviluppando corpi robusti e compatti in grado di resistere a tali pressioni elevate.
