Esercizio n. 7 sulla legge di Stevino – svolto

Un recipiente contiene olio e acqua in egual misura.

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.

Nel caso in cui sul pelo libero non vi sia aria, sul fondo del recipiente si ha una pressione di 3200 pa.

  • Calcolare la profondità complessiva del liquido
  • Calcolare la profondità del punto R dove la pressione risulta 1650 pa.

 

Svolgimento:

Dati:

Densità dell’olio: d1 = 800 kg/m3

Densità dell’acqua: d2 = 1000 kg/m3

Pressione sul fondo: pf = 3200 pa

Pressione nel punto R: pR = 1650 pa

 

  • Calcolare la profondità complessiva del liquido

 

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

Essendo i volumi dei due liquidi uguali, saranno uguali anche le rispettive altezze.

hA = hB = h

Indicando con h l’altezza di ciascun liquido, l’altezza complessiva incognita sarà:

hx = 2 ∙ h

Da cui:

h = hx / 2

pf = d1 ∙ g ∙ h + d2 ∙ g ∙ h

sapendo che:

l’accelerazione di gravità g = 9,81 m/s2

sostituiamo i valori noti:

3200 pa = 800 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ hx/2 + 1000 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ hx/2

3200 pa = 4000 kg/m2s2  ∙  hx + 5000 kg/m2s2  ∙  hx

3200 pa = 9000 kg/m2s2  ∙  hx

hx = 3200/9000 m = 0,35 m = 35 cm

 

  • Calcolare la profondità del punto R dove la pressione risulta 1650 pa.

 

 

hA = hB = h = 35/2 cm = 17,5 cm = 0,175 m

pR = d1 ∙ g ∙ h + d2 ∙ g ∙ (hR – h)

pR = d1 ∙ g ∙ h + d2 ∙ g ∙ hR – d2 ∙ g ∙  h

 

sostituiamo i valori noti:

1650 pa = 800 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ 0,175 m  + 1000 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ hR – 1000 kg/m3 ∙ 9,81 m/s2 ∙ 0,175 m

1650 pa = 1372 pa + 10000 kg/m2s2  ∙  hR – 1715 pa

1650 pa = – 340 pa + 10000 kg/m2s2  ∙  hR

hR = (1650 + 340) / 10000 m = 0,20 m = 20 cm

Collegamenti ipertestuali:

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