1.8.4. Exercise 1.4#

Exercise 1.4

Si consideri il sistema di recipienti rappresentato in figura, in cui la zona tratteggiata contiene acqua, di densità pari a \(10^3\ kg/m^3\) mentre nella restante parte é presente aria di densità pari a \(1.2\ kg/m^3\). Determinare la pressione nei punti \(A\), \(B\), \(C\) e \(D\) sapendo che le rispettive altezze sono \(h_A=1\ m\), \(h_B=1.4\ m\), \(h_C=1.2\ m\) e \(h_D=1.6\ m\). Sia inoltre \(h_0=1.3\ m\) e la pressione esterna \(P_0=101325\ Pa\).

(\(P_A=104262\ Pa\), \(P_B=100346\ Pa\), \(P_C=100348\ Pa\), \(P_D=97424\ Pa\).)

Concetti. Legge di Stevino, \(P_1 + \rho g h_1 = P_2 + \rho g h_2\).

Svolgimento. Il problema viene risolto applicando ripetutamente la legge di Stevino, a partire dalla superficie \(0\) sulla quale agisce la pressione ambiente \(P_0\). Nella legge di Stevino è necessario prestare attenzione ad usare la densità del fluido che mette in collegamento i due punti considerati. I punti \(A\) e \(B\) sono messi in collegamento con il punto \(0\) dall’acqua. I punti \(B\) e \(C\) sono messi in collegamento tra di loro dall’aria. I punti \(C\) e \(D\) di nuovo dall’acqua. La soluzione del problema è quindi

\[\begin{split}\begin{aligned} & P_0 = 101325 Pa & \text{dato} \\ & P_A = P_0 + \rho g (h_0 - h_A) = ... \\ & P_B = P_0 + \rho g (h_0 - h_B) = ... \\ & P_C = P_B + \rho_a g (h_B - h_C) = ... \\ & P_D = P_C + \rho g (h_C - h_D) = ... \end{aligned}\end{split}\]