Equilibrio nei fluidi

Principio di Stevin

stevin (15K)

La usuale pressione atmosferica a livello del mare vale 760 mmHg. Per convertire questo valore in pascal dobbiamo ricordare che la pressione della colonna di mercurio (o di un altro liquido qualunque) si determina con il rapporto tra l'intensità della forza premente, cioè della forza peso Fp, e la superficie S di base.

La forza peso può essere espressa come prodotto della massa m del liquido per il campo gravitazionale g e la massa, a sua volta è data dal prodotto della densità d del liquido per il suo volume V. Tenendo conto del significato dei simboli, osserva i passaggi qui a lato.

Poichè il volume del liquido è dato dal prodotto dell'area di base per l'altezza h della colonna, si ha che V/S = h

Principio di Stevin

La pressione di una colonna di liquido è proporzionale all'altezza della colonna, alla densità del liquido e al campo gravitazionale. Essa non dipende dalla superficie di base.

p = d g h

Nel nostro caso si ha:

h = 760 mm = 0,76 m
d = 13 595 kg/m3
g = 9,8 N/kg
p = 0,76 m * 13 595 kg/m3 * 9,8 N/kg = 1,013 105 Pa = 1 atmosfera

La pressione atmosferica ha quindi un ordine di grandezza di 105 Pa, oppure di 103 hPa (normalmente si usano gli ettopascal).

La pressione atmosferica viene anche misurata in bar (= 105 Pa), ma questa non è una unità di misura SI.

Dimostra che un ettopascal corrisponde a un millibar.

Se ci immergiamo sotto l'acqua del mare, quale pressione si eserciterà sul nostro corpo? La legge di Stevin permette di trovare facilmente la pressione della colonna d'acqua sovrastante a cui però dobbiamo sommare la pressione atmosferica che è sempre presente. A 10 m di profondità si ha una pressione uguale a quella atmosferica per cui la pressione sul nostro corpo sarà doppia rispetto a quella che sentiamo fuori dall'acqua. La pressione ci comprime ovunque, ma noi ne sentiremo l'effetto soprattutto sui polmoni e nei timpani. E' meglio quindi scendere lentamente per abituarsi all'aumento di pressione e ogni tanto compensare la pressione esterna e quella interna soffiando con il naso chiuso.

Tecniche di compensazione