Vediamo insieme con un esperimento!
Occorrente:
- acqua
- bicchiere
- cartoncino
Procedimento:
Prendere un bicchiere e riempirlo di acqua fino all’orlo.
Porre il cartoncino di carta sul bicchiere, in modo da coprirne completamente la bocca*.
Premere tale cartoncino sul bicchiere e rovesciarlo.
Dopo qualche secondo togliere la mano.
Cosa accade?
Osservazioni:
Il cartoncino rimane attaccato al bicchiere, quindi l’acqua non fuoriesce da esso.
Spiegazione:
Per spiegare tale fenomeno ci viene in soccorso la fisica!
In particolare, una volta rovesciato il bicchiere, entrano in gioco varie forze: vediamo insieme quali!
Come si vede dall’immagine, una delle forze che agisce su tale sistema è quella prodotta dal peso della colonna di acqua all’interno del bicchiere.
Tale forza produce una pressione definita come:
p = ΔF/ΔA
in cui F è l’intensità della forza esercitata sull’area A (la bocca del bicchiere).
L’unità di misura della pressione nel S.I. e il Pascal (Pa).
La pressione esterna che agisce sul cartoncino è, invece, quella atmosferica.
Quest’ultima pressione risulta molto maggiore di quella esercitata dalla colonna di fluido all’interno del bicchiere.
Per tale ragione, dal bilancio delle forze che agiscono sul sistema complessivo, risulta che la pressione atmosferica non eguaglia, ma addirittura vince sulla prima e ciò permette di non far uscire l’acqua dal bicchiere, nonostante questo sia capovolto!
Ma scopriamo insieme cos’è la pressione atmosferica!
Essa è la pressione media esercitata dall’atmosfera, ovvero da una miscela omogenea di gas tra cui i principali azoto e ossigeno, insieme a componenti minori, quali argon, vapore acqueo e anidride carbonica. In particolare, essa è il peso di una colonna d’aria alta quanto l’atmosfera, che grava su una superficie di 1 cm^2.
Alla temperatura di 0°C, al livello del mare e alla latitudine di 45°, essa vale circa 10^5 Pa.
Inoltre, viene misurata mediante uno strumento particolare, il barometro, messo a punto dal noto Evangelista Torricelli.
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