I sollevatori idrualici sono delle macchine, in uso da vari secoli, per sollevare oggetti
molto pesanti esercitando una piccola forza. A lato è raffigurato, in modo schematico,
un sollevatore per automobili. Tra il cilindro metallico A e il cilindro metallico B
è presente un contenitore di liquido. Applicando una forza su A si produce una forza su B.
Cerca di capire come funziona. Tieni conto che se il cilindro B ha una base di diametro pari a
10 volte quello della base di A, per sollevare un'auto che pesa una tonnellata
basta esercitare una forza di 10 kg. Trovi qualche analogia col funzionamento delle siringhe per iniezioni? Quale? |
Pensare alle siringhe per iniezioni ci aiuta a capire: se metto del liquido nella siringa e premo col pollice
lo stantuffo devo esercitare un po' di forza e lo stantuffo scende molto più lentamente della velocità
con cui esce il liquido dalla punta della siringa. E se se voglio tappare il buco di uscita devo esercitare
meno forza di quella da esercitare sullo stantuffo. Cos'è che cambia?
Le dimesioni interne della siringa e quelle del foro di uscita.
Cio che rimane immutato è la pressione, ossia il rapporto tra la forza che si applica e
la superficie a cui la si applica: se l'area dello stantuffo che premo è di 1 cm² e quella del foro
della siringa è di 1 mm², essendosi divisa per 10 la superficie si è divisa per 10 anche la forza prodotta.
Il sollevatore idraulico funziona alla rovescia: se premo su A con una forza Fa produco su B una forza Fb tanto più grande
quanto è più grande la superficie di B.
Vediamo se le cose tornano con i dati forniti dall'esercizio. Indichiamo con S l'area di A. Quella di B è dunque 100 S
(se moltiplico per 10 il diametro l'area si moltiplica per 100). Osserviamo che 1 tonnellata è pari a 1000 kg.
La pressione su A è 10 kg / S, quella su B è 1000 kg / 100 S, ossia eguale!
Studiando la disciplina chiamata "fisica" metterai a fuoco meglio questo argomento, discusso tra le applicazioni della "legge di Pascal" (vedi il cap. 11 qui).