La pressione e il principio di Pascal
La pressione è una grandezza derivata e scalare.
Se una persona cammina sulla neve fresca, sprofonda. Sappiamo però che se mette ai piedi delle racchette affonda molto meno. La ragione è che le racchette hanno una superficie di appoggio più ampia rispetto agli scarponi: la forza-peso del nostro corpo si distribuisce su un’area maggiore e così preme di meno sulla neve.
Diciamo che nei due casi cambia la pressione
p= F/A
dove F è il modulo della forza ed A l’area della superficie su cui agisce.
Così per esempio se una racchetta ai piedi ha un’area 4 volte più grande rispetto alla suola dello scarpone, la pressione sulla neve di una persona quando indossa le racchette si riduce a un quarto rispetto a quando aveva gli scarponi ed ecco perché affonda molto meno.
Il valore di questa grandezza è inversamente proporzionale all’area.
Allora diamo la definizione: la pressione è il rapporto tra l’intensità della forza (F) premente su una superficie e l’area (A) della superficie di contatto. A parità di forza la pressione è minore se la superficie A è più grande.
Il Pascal
Nel sistema internazionale (S.I.) la sua unità di misura è il Newton al metro quadrato (N/m2) e prende il nome di Pascal (Pa) in onore dello studioso francese Blaise Pascal.
Questa unità di misura è molto piccola in quanto corrisponde alla pressione di un corpo con massa di un grammo (un foglietto di carta) su un’area di un decimetro quadrato (il palmo di una mano) per cui si utilizzano altre unità di misura più grandi.
Il manometro
Lo strumento di misura di questa grandezza si chiama manometro e serve per esempio a misurare la pressione degli pneumatici delle auto in atmosfere (atm) o bar mentre il medico misura la pressione del sangue (con lo sfigmomanometro) in millimetri di mercurio (mmHg).
Es. calcola la pressione esercitata dal peso di un oggetto di 1 kg su un area di 1 cm2
p=F/A
F= 9,81.1= 9,81N
1cm2=10-4m2
Quindi p= 9,81/10-4 m2 cioè 9,81.104= 98,1 kPa.
Il principio di Pascal
Riguarda la pressione nei fluidi (liquidi e gas).
Il principio di Pascal dice che la pressione esercitata su una superficie a contatto con un fluido (es. aria) si trasmette con la stessa intensità su ogni altra superficie che è a contatto con il fluido.
Infatti ecco cosa succede se si comprime l’aria in cui è immerso un palloncino gonfio: se la mano preme il pistone la pressione dell’aria aumenta, il palloncino viene compresso e il suo volume diminuisce. Si deve notare che il palloncino viene compresso in modo uniforme da ogni direzione; infatti la sua forma non cambia.
Il ponte idraulico amplifica la forza applicata. Esso è un’applicazione del principio di Pascal.
