Esercizi sui fluidi
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In questa pagina troverete una raccolta di esercizi dedicati alla statica dei fluidi, una branca della fisica che studia il comportamento dei fluidi in equilibrio. Questo campo si concentra sull’analisi delle forze e delle pressioni che agiscono all’interno di un fluido a riposo, esplorando come queste grandezze si distribuiscono e interagiscono con gli oggetti immersi. La comprensione dei principi della statica dei fluidi è fondamentale per analizzare fenomeni naturali e applicazioni ingegneristiche, dalla progettazione degli impianti idraulici al calcolo delle sporgenze in strutture sommerse.
Gli esercizi proposti vi permetteranno di approfondire concetti chiave come la legge di Stevin, il principio di Pascal e la spinta di Archimede, strumenti essenziali per descrivere l’equilibrio e il comportamento dei fluidi in condizioni statiche. Attraverso la risoluzione di questi problemi, potrete consolidare le conoscenze teoriche relative alla pressione, alla densità e alla forza esercitata su un corpo immerso, acquisendo una solida base per affrontare situazioni complesse in ambito sia scolastico che tecnico-professionale.
Questa raccolta è pensata per studenti di scuole superiori e appassionati di scienze fisiche che desiderano approfondire le proprie conoscenze e migliorare le proprie capacità di problem-solving. Speriamo che vi sia utile nel vostro percorso di studio e vi fornisca una solida base per affrontare con sicurezza le sfide poste dalla termodinamica. Buono studio!
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Esercizi svolti
Sulla pressione e la densità
Un cubo di legno ed un cubo di piombo di identico volume 
sono poggiati su di un tavolo. Sapendo che la densità del legno è 
e la densità del piombo è 
- Calcola la pressione
esercitata dal cubo di legno - Calcola la pressione
esercitata dal cubo di piombo
[
, 
]
Sulla pressione totale
Su di un contenitore cubico vuoto di lato 
viene esercitata una forza 
diretta come in figura.
- Calcola la pressione totale interna al contenitore
[
]
Sulla legge di Stevino
Un nuotatore nuota a 
di profondità rispetto alla superficie del mare
[Suggerimento: Assumi che la densità dell’acqua sia 
]
- Calcola la pressione che subisce il nuotatore
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]
Sulla legge di Stevino in due punti di un fluido
Un contenitore cubico di lato 
è immerso in olio d’oliva 
. La pressione esercitata sulla faccia superiore del contenitore è 
mentre quella esercitata sulla faccia inferiore è 
- Calcola il lato del contenitore
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Sulla legge di Stevino e la pressione
L’orologio di un sub in immersione in mare 
si rompe quando il sub raggiunge una profondità 
. Se l’orologio è circolare e di raggio pari ad 
- Calcola la forza massima che l’orologio è in grado di sopportare
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]
Sulla legge di Stevino in due punti all’interno di un fluido
Supponiamo di versare all’interno di un bicchiere dell’acqua dolce 
fino a quando non raggiunge un’altezza di 
rispetto al fondo del bicchiere. Versiamo poi uno strato di 
di un liquido non miscibile con l’acqua 
- Calcola la pressione totale esercitata sul fondo del bicchiere
[
]
Sul principio dei vasi comunicanti
In un tubo ad U sono presenti olio di oliva 
ed un liquido sconosciuto non miscibile. Se le altezze sono rispettivamente 
e 
- Calcola la densità
del liquido sconosciuto
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Sul principio di Pascal ed il torchio idraulico
Considera il torchio idraulico in figura. I pistoni hanno area rispettivamente 
quello di sinistra ed 
quello di destra. Sul pistone di destra viene poggiato un cubo di massa 
.
- Calcola la forza esercitata sul pistone di sinistra
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Sul principio di Pascal, il torchio idraulico ed una molla
Consideriamo il torchio idraulico in figura formato da un tubo ad U contenente un liquido chiuso da due pistoni di area 
(il pistone di sinistra) e 
(il pistone di destra). Se poggiamo un cubo di massa 
sul pistone di destra la molla a cui è collegata il pistone di sinistra si comprime di 
- Calcola la costante elastica della molla
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Sulla forza di Archimede
Un pinguino di massa 
si trova sopra una lastra di ghiaccio che galleggia in mare. Assumendo che la densità della lastra di ghiaccio è 
volte la densità dell’acqua di mare
- Calcola il volume della lastra di ghiaccio
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Sulla forza di Archimede applicata ad una sfera
Una sfera di rame 
di raggio 
è immersa in acqua distillata 
- Calcola la forza di Archimede
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Sulla forza di Archimede in un recipiente
Un cubo di lato 
e massa 
galleggia in acqua dolce 
all’interno di un recipiente. Nel recipiente viene poi versato dell’olio d’oliva 
in modo tale che il cilindro sia coperto di olio e solo una piccola parte di volume sia immersa in acqua, come mostrato in figura:
- Calcola il volume del cubo immerso in acqua
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