Legge di Pascal
Cosa afferma la legge di Pascal?
Col termine di fluido si indica un corpo allo stato liquido o allo stato aeriforme.
In entrambi gli stati della materia in cui può presentarsi un fluido, le particelle possiedono molta energia rispetto ad un solido e pertanto possono scorrere una sull'altra con molta facilità.
Mentre i liquidi occupano il volume del recipiente che li contiene, gli aeriformi tendono ad occupare tutto il volume che hanno a disposizione.
Altra grande differenza tra liquidi e gas è che i primi sono praticamente incomprimibili mentre gli altri sono comprimibili, ovvero può essere ridotto notevolmente il volume da essi occupato.
La parte della meccanica dei fluidi che ne studia le leggi all'equilibrio è l'idrostatica, mentre le leggi del movimento dei fluidi vengono studiate dall'idrodinamica.
Definizione di pressione
È fondamentale introdurre il concetto di pressione quando si tratta della meccanica dei fluidi.
Data una forza di modulo F che agisce perpendicolarmente su una superficie di estensione pari a S si definisce pressione il rapporto tra la forza esercitata e la superficie stessa:
Nel Sistema Internazionale l'unità di misura della pressione è il Pascal.
Definizione della legge di Pascal
La legge di Pascal afferma che una forza applicata su una superficie di un fluido si trasmette all'interno del fluido in tutte le direzioni del fluido con la stessa intensità su superfici uguali.
Analogamente è possibile affermare che la pressione esercitata in un punto di una massa fluida si trasmette con la stessa intensità in ogni altro punto e in tutte le direzioni.
Applicazioni della legge di Pascal
La principale applicazione della legge di Pascal è il torchio idraulico che è a sua volta la base dell'elevatore idraulico.
In questo dispositivo si trovano due cilindri di superfici di base diverse.
Se si applica una pressione al cilindro con superficie minore la stessa si trasferirà, per la legge di Pascal, al cilindro con superficie maggiore.
Le due pressioni:
P1 = F1 / S1
e
P2 = F2 / S2
si equivalgono per cui
F1 / S1 = F2 / S2
Ovvero:
F2 = (S2 / S1) · F2
La forza trasmessa al secondo cilindro è pari alla forza impressa per il rapporto delle sezioni.
Quindi tanto più è grande il rapporto tra le sezioni tanto maggiore sarà la forza trasmessa:
Altre applicazioni della legge di Pascal si ha nei freni idraulici delle automobili, in cui la pressione esercitata dall'automobilista sul pedale del freno si trasmette a tutti gli organi di frenata presenti nelle ruote attraverso un circuito chiuso idraulico.
Esercizio
Un sollevatore idraulico è costituito da due stantuffi di diametro 10 cm e 60 cm.
Viene posta una massa di 50 kg sul pistone più piccolo.
Prevedere se si riuscirà a sollevare una massa di 1500 kg posta in corrispondenza del secondo stantuffo.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sulla legge di Pascal.
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