Esercizio n. 6 sulla legge di Stevino – svolto

Un serbatoio aperto superiormente, contiene olio per una profondità di 80 cm e acqua.

Sappiamo che la densità d1 dell’olio è pari a 800 kg/m3 mentre la densità d2 dell’acqua è pari a 1000 kg/m3.

  • Calcolare la pressione nel punto A dell’olio posto ad una profondità di 40 cm.
  • Calcolare la pressione nel punto B posto ad una profondità di 1,3 m.

 

Svolgimento:

Dati:

Densità dell’olio: d1 = 800 kg/m3

Densità dell’acqua: d2 = 1000 kg/m3

Profondità del punto A: hA = 40 cm

Profondità del punto B: hB = 1,3 m

Altezza dell’olio: h1 = 80 cm

Calcolare:

Pressione nel punto A = ?

Pressione nel punto B = ?

 

  • Calcolare la pressione nel punto A dell’olio posto ad una profondità di 40 cm

Dalla figura si nota che nella parte superiore troviamo l’olio, ciò perché esso ha una densità minore dell’acqua.

 

hA = 40 cm = 0,4 m

 

Essendo il liquido esposto all’aria, dobbiamo tener conto che su di esso agisce la pressione atmosferica p0

Quindi la pressione nel punto A è dovuta alla pressione atmosferica più le pressione dell’olio sovrastante.

Per la legge di Stevino avremo la relazione:

pA = pO + d1 ∙ g ∙ hA

dove:

pA è la pressione nel punto A

p0 è la pressione atmosferica

d1 è la densità dell’olio

g è l’accelerazione di gravità

hA è la profondità del punto A

Da tener presente che:

p0 = 1 ∙ 10 5 pa

g = 9,81 m/s2

Per cui:

pA = 1 ∙ 105 pa + 800 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ 0,4 m

pA = 1 ∙ 105 pa + 3150 pa

pA = 1 ∙ 105 pa + 0,03 ∙ 105 pa

pA = 1,03 ∙ 105 pa

 

  • Calcolare la pressione nel punto B posto ad una profondità di 1,3 m

 

h1 = 80 cm = 0,8 m

la legge di Stevino applicata al punto B tiene conto della pressione atmosferica, della pressione dell’olio e della pressione della parte di acqua che sovrasta il punto B

pB = pO + d1 ∙ g ∙ h1  + d2 ∙ g ∙ ( hB – h1 )

 

pB = 1 ∙ 105 pa + 800 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ 0,4 m + 1000 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ ( 1,3 – 0,8 ) m

pB = 1 ∙ 105 pa + 5760 pa + 4900 pa

pB = 1 ∙ 105 pa + 10660 pa

pB = 1 ∙ 105 pa + 0,11 ∙ 105 pa

pB = 1,11 ∙ 105 pa

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