Re: Fisica della cannuccia

From: Antrox <Antrox_at_gmail.com>
Date: Sat, 27 Dec 2008 02:36:27 -0800 (PST)

On 26 Dic, 20:52, Elio Fabri <elio.fa..._at_tiscali.it> wrote:
> Il mio problema e' che faccio fatica a seguire i tuoi ragionamenti,
> sia per le notazioni sia per l'approccio che non mi e' sempre chiaro.
> Percio' non posso dire se ci sono errori.

Grazie della risposta.
Mi dispiace per la mia poca chiarezza, cerco di riassumere il punto
fondamentale che vorrei chiarire:
quando sollevo la cannuccia (tappata superiormente in modo tale che
rimanga del liquido all'interno di essa) qual'� il motivo fisico che
tiene all'interno di essa il liquido?

Io ho cercato di pensare a cosa succede passaggio per passaggio, ad
esempio:
1) immergo la cannuccia nel liquido, aspiro per sollevare il livello
all'interno della cannuccia e tappo il foro superiore. In questo modo
ho una cannuccia immersa nel liquido del bicchiere con all'interno un
livello del liquido pi� alto di quello fuori dalla cannuccia. Se
faccio un equilibrio di forze rispetto al liquido trovo che nel foro
inferiore � applicata la forza P1 dovuta alla press. atmosferica + la
forza P2 dovuta alla pressione relativa dell'acqua (dirette verso
l'alto); nel "pelo libero" all'interno della cannuccia � applicata la
forza P3 dovuta alla pressione dell'aria racchiusa tra il pelo libero
e il foro della cannuccia tappato (diretta verso il basso). Ovviamente
P3 < P1 e la differenza (P1 + P2) - P3 � uguale al peso del volume
d'acqua interno alla cannuccia (G).

2) Ora sollevo la cannuccia sempre tappata superiormente fuori dal
liquido del bicchiere. L'acqua interna non esce e il suo livello
sembra non cambiare rispetto a quando era immersa nel bicchiere.
Analizziamo per� l'equilibrio: ora rispetto a prima non abbiamo pi� il
termine P2 dovuto alla pressione dell'acqua del bicchiere. Io ho
ipotizzato un meccanismo a "stantuffo" dove l'acqua interna alla
cannuccia scendendo (infatti si ha P1 < G + P3) aumenta il volume
d'aria racchiuso nella cannuccia e grazie a questa espansione, la
pressione dell'aria stessa scende di una quantit� tale da equilibrare
il sistema.

a]Quello che mi chiedevo � se � giusto ipotizzare questo meccanismo a
stantuffo nel analizzare il momento in cui togliamo la cannuccia dal
bicchiere... in questo modo infatti il livello deve scendere per poter
generare una pressione minore ma sperimentalmente questa variazione
non lo si nota ad occhio nudo.

> Al massimo posso indicarti un paio di punti che proprio non capisco.
>
> > La cannuccia � immersa per 0,1 m nel bicchiere e la diminuzione di
> > pressione � pari a 500 Pa.
>
> Perche' 500 Pa? Da dove viene fuori questo numero?
>
> > Dalla relazione di Boyle prendendo un valore indicativo di pV = 4,17 J
> > --> V = 4,19exp-5 mc
>
> Da dove salta fuori 4.17 J?
> (Comunque si scrive 4.19e-5, non exp.)

Dato che il livello non sembra abbassarsi rispetto a quello che
pensavo, ho provato a buttar giu qualche numero.
Nella situazione iniziale la pressione all'interno della cannuccia �
pari a quella atm. cio� 100000 Pa, ora aspirando creo una depressione
e come dato pongo una diminuzione di 500 Pa (che dovrebbe
corrispondere ad un innalzamento di 5 cm del livello del liquido
all'interno della cannuccia, infatti la depressione � compensata
dall'aumento della pressione dell'acqua ed essendo 10 kN/mc
moltiplicato per 0,05 m = 500 Pa).
Ora siamo arrivati nella situazione di cannuccia immersa nel bicchiere
con all'interno il liquido alla quota superiore rispetto quello
esterno alla cannuccia.

Se sollevo la cannuccia fuori dal bicchiere e ipotizzando che il mio
ragionamento sia corretto, ho applicato la relazione pV = cost per
trovare l'aumento di volume conoscendo la diminuzione di pressione. Il
valore 4,17 J l'ho trovato su internet e riguarda l'aria atm a temp.
ambientale. Il resto � quello che avevo scritto in precedenza.

Probabilmente non mi sono spiegato ancora una volta in modo chiaro,
per� la domanda che ho indicato con la lettera a] � il centro del
discorso, se mi potete dire se � sbagliata o meno ve ne sarei grato.
Grazie
Arrivederci
Received on Sat Dec 27 2008 - 11:36:27 CET