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FISICA E LABORATORIO classe prima ITT Dipartimento di Fisica I.I.S. Primo Levi Fisica e laboratorio classe prima ITT LaFISICAèdefinitacomeladisciplinachestudiaifenomenifisici,queifenomeniincuinon avvengonotrasformazionidellamateria,mentrelaCHIMICAsioccupadiqueifenomeniincui unasostanzasitrasformainun'altra. GRANDEZZEFISICHEEUNITA’DIMISURA Unagrandezzafisicaèqualunqueproprietàdiunfenomenonaturalechepossaesseremisurata.La misura di una grandezza avviene attraverso il confronto con una grandezza dello stesso tipo che viene presa come riferimento, detta unità di misura. L'operazione di confronto deve stabilire di quante volte la grandezza di riferimento è maggiore o minore della grandezza da misurare. La misuradellagrandezzafisicaèrappresentatadaunvalorenumerico,seguitodalsimbolodell'unità dimisurasceltapermisurarla. Sesivuoleconoscerelalunghezzadiunoggetto,occorrescegliereunalunghezzacampione;generalmentesiutilizzail metro, il cui simbolo è m, e la misura consiste nel confrontare l'oggetto da misurare con un campione del metro: se l'oggettorisultalungocomeduevolteilcampione,sidiràchel'oggettomisuraduemetriesiscriverà2m. Nel 1960, attraverso la IX Conferenza Internazionale dei Pesi e delle Misure, è stato istituito un sistemadiunitàdimisuraomogeneoedecimale:sitrattadelSISTEMAINTERNAZIONALEdiunitàdi misura, indicato con la sigla SI. Il Sistema Internazionale si basa su 7 grandezze fondamentali e sulle loro rispettive unità di misura fondamentali, arbitrariamente scelte, da cui tutte le altre vengonoderivate.Nellatabella1.1sonoindicatelesettegrandezzefondamentaliconlerispettive unitàdimisura. Tab.1 Grandezze fondamentali del SI e relative unità di misura Grandezze fondamentali del Sistema Internazionale e relative unità di misura GRANDEZZA UNITÀ DI MISURA SIMBOLO lunghezza metro m massa chilogrammo kg intervallo di tempo intensità di corrente elettrica temperatura quantità di sostanza intensità luminosa secondo ampere kelvin mole candela s A K mol cd ILTEMPO L'unità di misura è il secondo, definito come la durata di 9.192.631.770 oscillazioni di una particolare onda elettromagnetica emessa dall'atomo di cesio-133. Lo strumento per misurare il tempoèilcronometro. Alcuni multipli e sottomultipli del secondo. Nome dell’unità di misura giorno ora minuto millisecondo microsecondo nanosecondo Simbolo d h min ms μs ns Secondi equivalenti 86 400 s 3600 s 60 s 0,001 s = 10−3 s 0,000 001 s = 10−6 s 0,000 000 001 s = 10−9 s LALUNGHEZZA L'unitàdimisuraèilmetro,definitocomeladistanzapercorsanelvuotodallalucenell'intervallo ditempodi1/299.792.558secondi. LASUPERFICIE L'unitàdimisuraèilmetroquadratom2,cioèl’areadiunquadratodilato1m. ILVOLUME L'unitàdimisuraèilmetrocubom3,cioèilvolumediuncubodilato1m. Spessoperscopipraticiilvolumesiesprimeinlitri:1L=1dm3 DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 2 Fisica e laboratorio classe prima ITT LAMASSA L'unità di misura è il kilogrammo, definito come la massa inerziale di un campione cilindrico conservato a Sevrès. LAFORZA L'unità di misura è il newton, definito come la forza che imprime a un corpo della massa di 1kg l’accelerazionedi1m/s2. 1N=1kg! m s2 GLIERRORIDIMISURA Permisurareunagrandezzafisicabisognafareusodistrumenti,maancheleoperazionidimisura piùaccurateeseguiteconletecnichepiùavanzateeconglistrumentipiùmoderninonpermettono dieliminarecompletamenteglierrori,almassimodilimitarli.Glierrorichesipossonocommettere nell'eseguireunamisurasonodiduetipi,glierrorisistematicieglierroriaccidentali. Glierrorisistematicidipendonodallimitedellostrumentoodelmetodousatoesonosolitamentei piùsemplicidaeliminare. Unerroresistematicoavvienesemprenellostessosenso,cioèsemprepereccessooperdifetto:ilvaloretrovatosarà sempremaggioredelvaloreverooppuresempreminore.Seperesempiouncronometrovaavantiorimaneindietro, commetteremounerroresistematico,chepotràessereeliminatoconoscendol'intervalloditempocheloproduce. Glierroriaccidentalidipendonoinvecedaunaseriedicausenonesattamenteindividuabilienon bendefinite,varianoinmodoimprevedibileepossonoagirepereccessooperdifettosullamisura. Alcune volte agiranno aumentando il valore della misura, altre riducendolo. Nella misura del tempo impiegato da un oggettoapercorrereunacertadistanza,peresempio,èmoltodifficilefarcoinciderel'istantedellapartenzadell'oggetto conl'istanteincuiparteilcronometro,elastessacosaaccadràalmomentodell'arrivo.Laripetizionedell'esperimento daràquindioriginedivoltainvoltaavalorileggermentediversi. Neicasipiùsemplici,sipuòassumerecomeerrorel'incertezzadiunostrumentocioèilvalorepiù piccolochelostrumentopuòleggere.L'incertezzadiunamisuraèdettaancheerroreassoluto. Selagrandezzaèstatamisuratapochevolte,siassumecomeerroreassolutolasemidifferenzafrail valoremassimoeilvaloreminimoottenuti: Ea=(Vmax–Vmin)/2 Perstabilireseunamisuraèpiùomenoprecisasicalcolanoaltri2tipidierrore:l'errorerelativoe l'errorepercentuale. L'errore relativo è il rapporto tra l'errore assoluto e il valore mediodellamisura: Er=Eass/Vmed L'errore percentuale è l'errorerelativomoltiplicatoper100 ed è espressoinpercentuale: Ep=Erel×100 Quandosieffettualamisuradiunagrandezzafisicailrisultatopuòesserescrittoassociandoalla grandezzal'erroreassoluto,indicandol'errorepercentuale,evidenziandogliestremidivariazione dellamisuraconunadoppiadisuguaglianzainquestomodo: Esempio: m=10,0±0,1g m=10,0gconerroredell'1% 9,9g≤m≤10,1g LAPROPORZIONALITA’DIRETTAEINVERSA Duevariabilixeysidiconodirettamenteproporzionaliseesisteunarelazionedellaforma: y=kx caratterizzata da una costante numerica k non nulla. DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 3 Fisica e laboratorio classe prima ITT Laverificadiproporzionalitàfradue quantitàxeynecessitadiun'effettuazionedi misureadeguate,icuirisultaticonviene visualizzarecomepuntiinundiagramma cartesiano. Seipuntiappartengonoaunarettao,più realisticamente,distanopocodaunaretta passanteperl'origine(0,0),alloraledue variabilisonoproporzionalielacostantedi proporzionalitàèdatadallapendenzadella retta. Duequantitàxeysidiconoinversamenteproporzionaliseesisteunacostantenonnullaktale chesipossaaffermare y=k x Iltermineproporzionesipuòconsideraresinonimodirapportoeilrapportotraduenumeri realiaeb,ilsecondodeiqualidiversodazero,vieneindicatocon: a:boppurea b Sidicechequattronumerirealipositivia,b,c,dsonoinproporzionefraloro,seilrapportofrail primoeilsecondoèugualealrapportotrailterzoeilquarto;informula: a:b=c:d Questa relazione quaternaria si legge: a sta a b, come c sta a d . Inogniquaternaproporzionaleilprodottodeimedièugualealprodottodegliestremi. a!d=b! c GRANDEZZESCALARIEGRANDEZZEVETTORIALI Sonodettegrandezze scalariquellecherisultanocompletamentedescrittedaunnumero,chene rappresentailvalore.Ilnumerochedefiniscelamisuradiunoscalarevieneindicatoconiltermine di modulo, o più frequentemente intensità. Per definire univocamente una grandezza scalare è sufficienteindicareunvalorenumericoaccompagnatodallarelativaunitàdimisura: - latemperaturadiunastanzaèdi20°C unintervalloditempoèdi5s. Sono dette grandezze vettoriali quelle che per essere definite necessitano, oltre che di un'intensità, anche di una direzione e di un verso. Le grandezze vettoriali sono rappresentate per mezzodifiguregeometrichedettevettori,chesonosegmentiorientati,simboleggiatitramiteuna freccia: il modulo (l'intensità) è identificato dalla lunghezza del segmento di freccia, la direzione dalla retta sulla quale esso giace e il verso dalla punta della freccia. Il punto da cui origina il segmentoorientatoèdettoorigine. Esempi:lavelocità,laforza,l’accelerazione,ilcampomagnetico. Vettoriuguali Vettoriopposti MODULO DIREZIONE VERSO uguale uguale uguale uguale uguale opposto Tuttelegrandezzevettoriali,possonocomporsi,edannoorigineallaRISULTANTE. " Seiduevettorihannostessadirezione,stessoversoemoduliv1ev2,larisultanteavràstessadirezione, stessoversoepermodulolasommav1+v2 " Se i due vettori hanno stessa direzione, verso opposto e moduli v1 e v2, la risultante avrà stessa direzione,versodelvettorechehailmodulomaggioreepermoduloladifferenzav 1 -v 2 supponendov1>v2 DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 4 Fisica e laboratorio classe prima ITT " Seiduevettorisonocomplanari,siricorrealla REGOLA DEL PARALLELOGRAMMA, si applicanoiduevettoriinunostessopuntodi applicazione e la risultante è individuata per direzione, verso e intensità dalla diagonale del parallelogramma. " Se i vettori sono più di due, si compone la risultante dei primi due con il terzo vettore e cosìvia. LEFORZE Unaforzaèunagrandezzafisicavettorialechesimanifestanell'interazionedidueopiùcorpi.La suacaratteristicaèquelladiindurreunavariazionedellostatodiquieteodimotodeicorpistessi;in presenzadipiùforze,èlarisultantedellalorocomposizionevettorialeadeterminarelavariazione delmoto. LAFORZAPESO E’laforzaconcuilaTerraattiraunacertamassa;essadipendedall’accelerazionedigravitàg,che vale9,8m/s2.Poichéilpesoèunaforza,halastessaunitàdimisuradellaforza,ilnewton. Unoggettodimassa1kgpesacirca10N:P=m! g=1kg! 9,8m/s2=9,8N Lostrumentopermisurareilpesoèildinamometro. Mentre la massa è una proprietà caratteristica della materia, il peso cambia da un luogo all’altro dellasuperficieterrestre,edaunpianetaall’altro,poichévariaconl’accelerazionedigravità. SullaTerrauna SullaLunailpeso palladabowling,di massa4kg,haun pesodi39N. dellastessapallada bowlingè6,4N, circa1/6diquello chehasullaTerra. LAFORZAELASTICA Laforzaelasticaèunaforzadirettamenteproporzionaleallospostamentodelcorpochelasubisce rispettoadunpeso,direttaversoilcentrostesso.Inparticolaresipuòpensareallaforzaesercitata daunamollaidealerispettoallaposizionediriposo. Quandouncorpovienetiratoesuperailpropriolimitedielasticitàsideforma,mentrequandonon vienesuperatorimanecomeeraprima. Unaformuladellaforzaelasticaè:F=–kx dove k è una costante positiva misurata in N/m eindividua la posizione del corpo soggetto alla forzarispettoalsistemadiriferimentoadottato.Ilsegnomenostaaindicarechelaforzaèdiretta versol'originedelsistemadiriferimento. • • • LEFORZEDIATTRITO Laforza d’attritoè una forza dicontatto passiva, cioè generata dal semplice contatto tra due superficietaledaopporsialmovimentodiuncorpo. Leforzediattritosonomolte,maprincipalmentesenedistinguonotretipi: Radente:quandoduecorpistriscianol’unosull’altro. Volvente:quandouncorporotolasullasuperficiediunaltro. Viscoso:quandouncorposimuoveinunfluido. DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 5 Fisica e laboratorio classe prima ITT L’attritoradenteèdefinitocosìperchéagisceparallelamenteallesuperficiche,scivolandol’unasull’altra,logenerano. Lesuperficichegeneranoattritoradentesichiamanoscabre.Ingenerale,l’attritoradenteèproporzionaleallareazione vincolare (non compenetrazione dei corpi) che agisce in direzione perpendicolare alle superfici stesse, direzione dettanormale. L’attritoradentesisuddivideasuavoltaindueforme:attritostaticoeattritodinamico. L’attritostaticoèunaforzacheimpediscechecorpipostisudiunasuperficiescabraeinizialmenteinquiete,inizinoa muoversiselaforzaagentesudiessi,indirezioneparallelaallasuperficie,nonsuperaunacertasoglia.Superataquesta soglia,l’attritostaticosmettediopporsi(cessadeltutto). Sinotiche,inbasealprimoprincipiodelladinamica,uncorpoinquietenonpuòiniziareamuoversiamenochenonagisca sudiessounaforza. L’attritodinamicosimanifestaquandouncorposcivolasuunasuperficie(cioèègiàinmovimento),edèunaresistenza chesiopponeaquestomovimento. In generale, sono presenti entrambi gli attriti: se un corpo si trova in quiete su di una superficie scabra, prima di iniziare a muoversi la forza ad esso applicata deve superare un certo valore; quando il movimento ha inizio, cessa la resistenzadell’attritostatico,edentrasubitoingiocol’attritodinamico. CONCETTODIEQUILIBRIODIUNCORPO Sidefinisceequilibriolostatodiuncorpononsoggettoaforzechenemodifichinolecondizionidi quiete(equilibriostatico)odimotorettilineouniforme(equilibriodinamico). Un corpo puntiforme sottoposto ad una forza F sta in equilibrio quando applichiamo una forza R ugualeecontrariaallaprima. MOMENTO DI UNA FORZA: siano dati un vettore e un punto fuori di esso, si definisce “momento” la forzaperladistanzadalpunto. BARICENTRO: è il punto di applicazione delle forze. Per individuare il baricentro di un corpo si appendeilcorpoaduepuntidistinti,l’incontrodellelineed’azionecidàilbaricentro. Datiuncorpoeunaforzacalcoliamoilbaricentrodelcorpo: Equilibriostabile ilpuntodiapplicazionedellaforzaèaldisopradelbaricentro Equilibrioinstabile ilpuntodiapplicazionedellaforzaèaldisottodelbaricentro Equilibrioindifferente ilpuntodiapplicazionedellaforzacoincideconilbaricentro L’EQUILIBRIOSUUNPIANOINCLINATO Perpiano inclinatosi intende una superficie piana disposta in modo da formare un angolo maggioredi0°eminoredi90°rispettoallaverticale,rappresentatadalladirezioneincuisiesplica laforzadigravità. Condizionediequilibriodiunpuntomaterialeèchela risultanteditutteleforzeagentisudiessosianulla Ilvaloredellaforzaequilibrante,necessariapermantenerefermounoggettosuunpianoinclinato, èdirettamenteproporzionalealpesodell'oggettoeall'altezzadelpianoinclinato,einversamente proporzionaleallasualunghezza. Forzaequilibrante=Forza-pesoperaltezzadivisolalunghezza Fe=Fp!h/l Laforzaequilibrantesaràunaforzadirettalungoilpianoinclinato,aventelastessaintensitàdella componenteparallelaallaforza-pesoeversoopposto. DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 6 Fisica e laboratorio classe prima ITT LEMACCHINESEMPLICI:LALEVA Per "macchina" si intende qualsiasi apparecchio utilizzato per aumentare il valore della forza, cambiarneladirezioneoaumentarelavelocitàconcuisiesegueunlavoro. Unamacchinasemplicenonhaunafontedienergiainsestessaequindinonpuòeseguiredellavoroameno che l'energia non le venga somministrata dall'esterno. Le macchine semplici aiutano l'uomo a svolgere diversicompiti:sollevare,trasportare,ruotare,tirareetagliare.Combinandoinsiemelemacchinesemplici, siottengonole"macchinecomplesse",lequalisonodestinateadeseguirecompitipiùspecifici. Unalevaè unamacchina semplice che trasforma l'energia, ed è un'applicazione del principio di equilibriodeimomenti. Unalevaèun'astarigidacapacediruotareattornoadunpuntofisso,chiamatofulcro. La leva è composta da 2 bracci che sono anche indicati con i termini dibraccio-potenza(P) e braccio-resistenza(R) e infine un fulcro, dove vi appoggiano i due bracci uno dei quali è quello al qualebisognaapplicareunaforzaperequilibrarelaresistenzaapplicataall'altrobraccio. Condizione di equilibrio nella leva: la somma dei momenti meccanici ad essa applicati deve essereugualeazero,comelarisultantedelleforze.Poichénellaleval'assedirotazioneèfissoe sonoapplicatesolodueforze,èsufficienteuguagliareiduemomenti:b1! F1=b2! F2 dove: • F1èlaforzaapplicataall'estremitàdelbracciob1(chefarebberuotarelalevainundatoverso) • F2èlaforzaapplicataall'estremitàdelbracciob2(chefarebbeinveceruotarelalevanelversoopposto). Segueche:b1:b2=F2:F1 cioèilbraccioelaforzasudiessoapplicatasonoinversamenteproporzionali. Dallacondizionediequilibrioseguecheimprimendoall'estremitàdelbracciolungodellalevaunmovimento con una determinata forza, l'estremità del suo braccio corto si muoverà con una forzamoltiplicata un fattoreb1/b2, anche se percorrerà un cammino ridotto dello stesso fattore, e viceversa se l'azione viene invececompiutasulbracciocorto.Ilrapportotraledimensionideibraccideterminaquindiilrapportotra forzaresistenteeforzadaapplicare. Inbasealrapportotraforzaresistenteeforzaapplicata(opotenza)lelevesidistinguonoin3tipi: • vantaggiose: se la forza applicata richiesta è minore della forza resistente (il braccio-resistenza è più cortodelbraccio-potenza) • svantaggiose:selaforzaapplicatarichiestaèmaggioredellaforzaresistente(ilbraccio-resistenzaèpiù lungodelbraccio-potenza) • indifferenti:selaforzaapplicatarichiestaèugualeallaforzaresistente(ilbraccio-resistenzaèugualeal braccio-potenza). Inbaseallaposizionereciprocadelfulcroedelleforzelelevesidistinguonoin: • leve di primo genere: il fulcro è posto tra le due forze; possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti(forbici,tenaglia,vanga) • leve di secondo genere: la forza resistente è tra il fulcro e la forza motrice; sono sempre vantaggiose (schiaccianoci) • levediterzogenere:laforzamotrice(potenza)ètra il fulcro e la forza resistente; sono sempre svantaggiose(tagliaunghie,braccioumano). DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 7 Fisica e laboratorio classe prima ITT IDROSTATICA LAPRESSIONE Lapressioneèunagrandezzafisicaderivataintensivadefinitacomeilrapportotra ilmodulodellaforzaagenteperpendicolarmentesuunasuperficieelasuaarea. Aparitàdiforza,lapressioneèinversamenteproporzionaleallasuperficie. Lostrumentousatopermisurarelapressioneèilbarometro. Mentrelaforzaèunagrandezzavettoriale,lapressioneèunoscalare.Essahaquindiun’intensità, ma non una direzione e si somma algebricamente come tutte le grandezze scalari. Il vettore che vienespessodisegnatorappresentaquindilaforzanormaleassociataallapressione. Lapressioneaumentaseaumentalaforzaesercitatasuunadataareaoseunadataforzavieneapplicatasu un’area minore. Per esempio, se si preme con un dito su un palloncino, si nota solo una piccola deformazione.Seinvecesipremeconunospilloconlastessaforza,ilpalloncinoscoppia.Ladifferenzasta nel fatto che la stessa forza, applicata a un’area più piccola, causa una pressione abbastanza grande da rompereilpalloncino. L'unitàdimisuradellapressionenelSIèilpascal(simboloPa):1Pa=1N/m2 La pressione è indicata con molte unità di misura: dipende dalle circostanze di utilizzo. Questo perché 1 Pa è un valore molto piccolo rispetto ai valori osservabili normalmente in natura. In medicina si usano i millimetri di mercurio che equivalgono ai torr. 1 mmHg = 133,322 Pa Questo proprio perché è molto più pratico dal punto di vista sperimentale Quando si parla di gas si preferisce l'uso delle atmosfere. 1 atm = 101325 Pa 1 atmosfera equivale alla pressione dell'aria a livello del mare Per misurare le pressioni delle bombole o pneumatici si usano i bar 1 bar = 100000 Pa LALEGGEDIPASCAL “Inunliquidoidealeunapressionechevengaesercitatainunpuntoqualsiasivienetrasmessainalterata aognisuoaltropuntoeinognisuadirezione”. Grazieadessa,lapressione,all’internodiunliquido,sitrasmetteinalterata:sesiimmaginassediapplicare una forza ad una determinata superficie nel liquido ideale, la pressione che ne risulterebbe verrebbe avvertitainqualunquepuntodelfluido,suqualunquealtrasuperficie. ILTORCHIOIDRAULICO E’una“macchina”costituitadaduepistonididiversaareaSeS’, collegatidauntuboaformadiUcontenenteunliquido. ApplicandounaforzaFalpistoneconlasezionepiùpiccolaS, facendoloscendere,quellaforzasipropagauniformementein tuttoilliquido,perlaleggediPascal,finoaraggiungerel'altro pistone,chediconseguenzasisolleva.LaforzaF’saràtantopiù grandequantomaggioreèS’rispettoaS.Quindi,conuna piccolaforzaFesercitatasuS,sipuòottenereunaforzamolto maggioreF’sullasuperficieS’. Una delle tante applicazioni pratiche del torchio idraulico è quella usata dai meccaniciper sollevare le automobili, facilitandone così la riparazione. L’EQUILIBRIOIDROSTATICO Unliquidoidealesidiceinequilibrioquando,suunqualunqueelementodisuperficiedelliquido,le pressioniesercitatesulleduefaccedellasuperficiesonougualiinmodulomaopposteinverso. QuestoinfattiequivalealprimoprincipiodelladinamicaoLegged’Inerzia,secondocuiuncorpoperdura nelsuostatodiquieteselarisultantedelleforzeagentiènulla:inpresenzadiunapressionePagisceuna forzaF=P! SdoveSèl’areadellasuperficieconsiderata;essendolepressioniopposteinversomaugualiin direzione e modulo, e avendo considerato la medesima superficie, anche le forze devono essere uguali in moduloedirezionemaopposteinverso:lalorosommavettorialeènulla,eilprincipiod’inerziaègarantito. DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 8 Fisica e laboratorio classe prima ITT LALEGGEDISTEVIN “Lapressioneesercitatadaunacolonnadifluidodiprofondità h(distanzadalpeloliberodelfluido, ossialaparteinaltonellacolonninaaperta,acontattoconl'ambienteesterno)edensitàcostanteρè direttamenteproporzionaleah”: quindi,lapressioneaumentaconlaprofondità. GrazieallaleggediStevinsipuòspiegareilfenomenodeivasicomunicanti:duerecipientitraloro comunicanti,riempiticonunostessofluido(ideale)einpresenzadigravità,vengonoriempitiadun medesimolivello,indipendentementedallaloroforma. ILPRINCIPIODIARCHIMEDEEILGALLEGGIAMENTO Il fatto che la pressione aumenti con la profondità porta a molte conseguenze importanti. Una di questeècheunfluidoesercitaunaspintaversol’altosuqualsiasioggettovisiaimmerso.Questa forzavienechiamataforzadigalleggiamentooforzadiArchimede. IlprincipiodiArchimedediceche“Uncorpocompletamenteimmersoinunfluidosenteunaspintadi galleggiamentoversol’altodiintensitàugualealpesodelfluidospostato”. Quandounoggettogalleggia,laspinta Uncorpogalleggiasespostauna e diArchimedeèugualealsuopeso. quantitàdifluidoparialsuopeso. Perchéalcunecosegalleggianoealtreno?Èabbastanzaintuitivocheseilcorpoimmersopesapiùdell'acqua chespostaandràafondo,mentreseèpiùleggerogalleggerà.Aunoggettoleggerissimo(plastica,sughero) basteràunapiccolissimaparteimmersaperpareggiareilsuopeso;unpezzodilegnosaràimmersomagari permetà,cioèperquellapartechesefosseacquapeserebbecometuttol'oggetto.Unbloccodiferroandrà sicuramenteafondo,perchéladensitàdelferroèsuperioreaquellodell'acqua.Lenavigalleggianoperché sonocostruiteconunaformachespostaunvolumediacquamoltopiùpesantedituttalanave. LAPRESSIONEATMOSFERICAEL’ESPERIMENTODITORRICELLI La Terra è circondata da un involucro gassoso, l’atmosfera. L’atmosfera ha un certo peso, quindi esercita su tutti i corpi che vi sono immersi una certa pressione, che si trasmette in tutte le direzioni. La pressione atmosferica gioca un ruolo chiave nella dinamica delle masse d’aria ed è quindidifondamentaleimportanzamisurarlaperconoscereiltempometeorologicoinattoequello chefarà. Evangelista Torricelli, matematico e fisico italiano (1608-1647), fu tra i primi a misurare la pressioneatmosfericautilizzandoiltubodiTorricelli.Quest’ultimoècostituitodauntubodivetro lungo 1m e avente una sezione di 1cm2, chiuso ad una estremità e pieno di mercurio, che viene capovoltoinunavaschettacontenentelostessoliquido;iltubononsisvuotadeltuttoeilmercurio scende solo per un certo tratto, a causa della pressione atmosferica che agisce sul liquido della vaschettaechequindicontrastailpesodelmercurioall’internodeltubo.Èchiarochelapressione sul pelo libero all’interno del tubo è zero, non essendovi aria dentro questo. Torricelli misurò l’altezzachelacolonnadimercurioavevaraggiuntoederaparia760mm. DaTorricelliprendenomeun’unitàdimisuradellapressione,ilTorr: 1Torr=1mmHg 1atm=760mmHg DipartimentodiFisica I.I.S.PrimoLevi 9
