^^Vasi comunicanti; pressione dell'acqua e dell'aria. Relazione.

Scopo: studiare la pressione dei liquidi e dei gas.

Liquido statico in vasi comunicanti

Nel disegno e' rappresentato l'esperimento fatto in laboratorio coi vasi comunicanti, in posizione normale ed inclinati.

Conclu: EQUI-LIVELLO STATICO.

Il liquido statico, in ogni vaso e' allo stesso livello, comunque siano i vasi: vasi tortuosi, inclinati, cmq formati, stretti/larghi, cmq dimensionati, ecc ...

Ci sono pero' precisazioni da fare:

1. La superficie dell'acqua e' una calotta sferica che segue la curvatura terrestre.
2. L'adesione superficiale di un liquido ai materiali, modifica la superficie nelle zone di contatto coi materiali. Es: l'acqua si rialza a contatto col vetro.
3. Se il liquido in un vaso e' meno denso, galleggerà, il suo livello sara' piu' alto
   Es: acqua meno salata su acqua piu' salata.
4. Se la pressione dell'aria sull'acqua e' diversa:
   1. dove la pressione dell'aria e' minore, il livello e' maggiore
   2. dove la pressione dell'aria e' maggiore, il livello e' minore

Pensando ai grandi spazi:

come la Terra appare piatta localmente, ma sferica globalmente, cosi' e' per la superficie dell'acqua.

Es: l'acqua nel bicchiere, ma anche l'acqua nel lago, l'acqua del mare.

Curvatura terrestre, un circa >>>

proseguendo in linea retta l'orizzontale locale, dopo 100 metri, la superficie terrestre e' sotto di circa 1 mm, poi la discesa e' piu' che proporzionale, e' quadratica: a 300 m e' sotto di circa 1 cm. 100m ↔ 1 mm; 300m ↔ 1cm; 3,6km ↔ 1m. La Terra e' piccola!

Vasi comunicanti (def. Vocabolario. Definizione del sistema sotto osservazione.)

vasi collegati tra loro sul fondo, tramite condotti, in modo che il liquido possa passare da un vaso all'altro.

Vaso = contenitore = recipiente = condotto. Es: vaso sanguigno; vaso dei fiori.

La superficie piana dell'acqua ferma.

Nel lg (linguaggio) comune dicesi "piatta", nel lg specialistico-geometrico "piana".

Vincoli vs forze, per spiegare i fatti.

∃ (esistono) 2 sistemi per interpretare i fatti: vincoli e/o forze.

I vincoli sono un sistema usuale nel pensiero comune

Es: la gabbia limita (= vincola) lo spazio a disposizione dell'animale contenuto.

Le forze sono un sistema esplicativo piu' ampio, inventato da Newton, e adottato dai fisici, proprio perche' piu' generale. Nella teoria delle forze, i vincoli sono sostituiti dalle forze di reazione vincolare: i corpi sono sostituiti dalle forze che i corpi fanno.

Si puo' anche dare interpretazioni "miste vincoli-forze", ma come allievi fisici, per chiarezza di pensiero, e' meglio evitarle.

Vaso tappato mantiene il livello basso.

Il fatto: tappando un vaso durante lo riempimento, l'acqua non sale. Si puo' realizzare lo stesso stato inclinando dalla parte che svuota il vaso, e poi tapparlo, ripristinando l'inclinazione a tubi verticali.

Interpretazione del fatto:

• vincoli: se l'aria non esce, l'acqua non entra.

• forze: per spiegare il fenomeno in termini di forze, bisogna ri-conoscere che l'aria puo' fare forza-pressione.
  L'aria e' rac-chiusa dal dito, dalle pareti del vaso, e dall'acqua che e' una parete mobile.
  1. L'acqua aumenta la forza-pressione sull'aria, poiche' e' premuta dalla colonna d'acqua versata
  2. L'aria cede, e quindi l'acqua avanza nello spazio occupato dall'aria, riducendone il volume
  3. L'aria riducendosi di volume, aumenta la sua pressione sulle pareti di contenimento,
  4. fino ad equilibrare la pressione dell'acqua, raggiungendo così un nuovo stato stabile.

Premere e tirare una siringa tappata

L'aria nella siringa tappata, fa forza come un corpo elastico (es: molla, spugna).

Le bolle d'aria sono in certe suole di scarpa, per offrire un impatto elastico.

Il fatto:

1. piu' premo, piu' si rimpicciolisce.
2. piu' si rimpicciolisce piu' fa forza
3. piu' premo, piu' fa forza.

Interpretazione del fatto:

• vincoli: diminuisco lo spazio occupato dall'aria dentro la siringa, e invece l'aria vuole mantenere il suo "volume naturale"
• forze:
  1. facendo forza sullo stantuffo, aumenta la forza-pressione sull'aria
  2. l'aria cede, e quindi lo stantuffo avanza nello spazio occupato dall'aria, riducendone il volume.
  3. l'aria riducendosi di volume, aumenta la sua pressione sulle pareti di contenimento,
  4. fino ad equilibrare la pressione dello stantuffo, raggiungendo così un nuovo stato stabile.

Aspirare/iniettare

Il fatto: Soffiando sopra l'acqua, l'acqua scende.

Interpretazione del fatto:

• vincoli: se l'aria entra, l'acqua esce. Poiche' non possono stare 2 cose nello stesso spazio.
• forze:
  1. il soffio inietta nello stesso volume del vaso, altre particelle d'aria oltre quelle presenti, e piu' particelle nello stesso volume, causano una pressione maggiore sulle pareti, sull'acqua-parete-mobile
  2. l'acqua cede, e quindi l'aria avanza nello spazio occupato dall'acqua, che scende spinta dall'aria
  3. l'acqua si alza negli altri vasi, e cio' aumenta la sua pressione ai livelli bassi
  4. fino a equilibrare la pressione dell'aria, raggiungendo cosi' un nuovo stato stabile.

Gonfiare le gomme delle ruote

E' l'applicazione tecnica piu' comune di: "più aria nello stesso volume causa piu' pressione"