LA PRESSIONE ED I SUOI EFFETTI
LA
PRESSIONE ED I SOLIDI
Come voi sapete già, tutti gli effetti statici e dinamici osservati in Natura sono causati da forze.
Concentriamo adesso l'attenzione su quello che accade ad un solido sottoposto a delle forze. Per quanto riguarda il suo equilibrio, abbiamo già visto che esso dipende dalla somma delle forze applicate (infatti, per avere equilibrio deve essere FTOT=0) e non da come tali forze sono concentrate sul solido. Stessa cosa accade per il movimento di un solido, che dipende anch'esso soltatno da FTOT (lo vedremo l'anno prossimo). Però ci sono degli effetti che non possono essere spiegati soltanto dalla forza che è applicata. Basti pensare ad esempio ad una persona che cammina sulla neve con gli scarponi o con gli sci: nonostante il suo peso sia praticamente lo stesso - anzi, se veste gli sci è sicuramente un po' più pesante - nel primo caso sprofonda mentre nel secondo caso no.
Un secondo esempio è dato dalla capacità di sostentamento di una colonna. Se voglio costruire delle colonne in grado di sostenere interi appartamenti devo modellarle con una superficie di appoggio di vari decimetri quadri: se usassi un appoggio di pochi millimetri quadrati esse si spezzerebbero subito! In questi casi ciò che fa cambiare l'effetto non è la forza che viene applicata ma la superficie su cui essa agisce.
Continuiamo con altri esempi. Se voglio tagliare il pane o della carne devo usare un coltello dalla lama affilata, cioè sottile; in altre parole, se voglio tagliare del materiale devo non solo esercitare una certa forza ma devo anche fare sì che essa si applichi su di una superficie piccola.
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| Le frecce lanciate dagli Orchi trapassano la corazza di Boromir a causa dell'alta pressione dovuta alle loro punte affilate |
Stessa cosa se voglio tagliare in due un pezzo di ferro: devo usare un seghetto affilato.
In conclusione: a parità di forza agente, l'effetto statico - sprofondamento nella neve, rottura di una colonna, tagliare il pane... - aumenta al diminuire della superficie. E' dunque evidente che gli effetti statici dipendono non solo dalla forza ma anche dall'estensione dell'area sulla quale la forza è applicata. Abbiamo visto in classe che la grandezza fisica esatta da cui dipendono gli effetti statici è il rapporto fra forza (F) applicata perpendicolarmente alla superficie e l'area della superficie medesima (S). Tale grandezza ha il nome di pressione (P): P = F/S. Essa si misura in N/m2: tale unità di misura ha il nome di Pascal.
Se vuoi avere un esempio più preciso che dimostri che è la pressione a governare gli effetti statici, clicca qua.
Il motivo per il quale è la pressione a governare gli effetti statici è dovuto al fatto che le deformazioni sono dovute alla forza agente sulle singole molecole e tale forza molecolare è direttamente proporzionale proprio alla pressione [non ti torna questo discorso? Leggi allora cosa scrive al riguardo il Professore!]
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Inoltre, ecco gli appunti monotematici da me scritti sugli esperimenti sul flusso dell'acqua attraverso il foro di una bottiglia: |
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Relazione sull'esperimento |
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Se volete conoscere altre cose riguardo alla pressione, potete cliccare su questi link: |
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Che succede ai materiali se si comprimono? Ecco una prova di compressione |
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| Inoltre, ecco gli appunti monotematici da me scritti (già consegnati in classe) sull'effetto della pressione sui liquidi: | |
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Effetto della pressione sui liquidi |
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