Per tappare un foro circolare di raggio
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Per tappare un foro circolare di raggio 30 cm sul portellone di un sommergibile è stata utilizzata una piastra metallica. Il sommergibile si trova in mare a 20 m di profondità. La densità dell’acqua di mare è 1030 kg/m3. Se la piastra saltasse, quale forza bisognerebbe esercitare per poter tappare il foro?
Introduzione all’Argomento:
La fluidodinamica è la branca della meccanica dei fluidi che studia il moto dei fluidi e le cause che lo determinano. Essa si contrappone alla fluidostatica, pertanto è necessario introdurre nuovi concetti e nuove formule per risolvere gli esercizi (es. equazione di Bernoulli, equazione di continuità,…) e determinare le diverse proprietà del fluido che si sta analizzando (tra cui la velocità, la pressione, la densità o la temperatura). Per quanto possa sembrare “lontana” dalla nostra esperienza quotidiana, in realtà la fluidodinamica è una materia estremamente presente che ci aiuta a comprendere numerosi aspetti di idraulica, aerodinamica e discipline simili in cui ci imbattiamo ogni giorno.
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio ci viene chiesta quale forza sarebbe necessaria per tappare un foro circolare di raggio r = 30 cm. Determiniamo la pressione esercitata dall’acqua a profondità nota applicando la legge di Stevino. A questo punto ci rifacciamo alla definizione di pressione e dividiamo il valore appena trovato per la superficie da tappare. Otteniamo così il modulo della forza richiesta dal quesito.