lunedì 30 settembre 2019

Aria 10 - Il filo spezzato dall'aria -




La terra è avvolta nell'atmosfera, composta di una miscela di gas e trattenuta sul nostro pianeta dalla forza di gravità. Questa «aria» ha un peso (e notevole) che si scarica su tutto ciò che è presente sulla superficie del nostro pianeta. Per essere precisi su ogni centimetro quadro (una superficie di 1 cm x 1 cm) di superficie terreste abbiamo una colonna d'aria che pesa 1,033 kg.


 Quest'aria preme sulla superficie con una forza notevole. Badate bene: preme anche sul nostro corpo, in ogni direzione, noi non ce ne rendiamo conto. Ora si faccia una considerazione:se la superficie media dell'uomo (area) è di circa 1,5 m² (15000 cm²) e, se su ogni cm² c'è il peso dell'atmosfera di 1,033 kg/cm² (pressione), su tutta la superficie del corpo graverà: un peso di 15.500 kg! Ma come mai non veniamo schiacciati da una tale forza?
La ragione, è che la pressione atmosferica si esercita in ogni senso perciò non agisce solo sulla  parte esterna dell'uomo, ma ha lo stesso valore anche internamente equilibrandosi.

 Inoltre la circolazione del sangue provoca contro le pareti interne dei vasi sanguigni una pressione leggermente superiore a quella atmosferica. Ma quando il nostro corpo è in grado di percepire la pressione? Beh, molto raramente nell’aria, molto più facile è ,ad esempio, quando ci immergiamo in profondità nell'acqua. Chi si è immerso per un paio di metri avrà iniziato ad avvertire la simpatica sensazione di essere «schiacciato» su tutto il corpo. Già a 10 metri la sensazione è più forte, per non parlare  di quando si arriva a  80 -90 metri di profondità dove la pressione è così potente che , di solito, ci si immerge con gli scafandri (tute) protettivi. Scientificamente quest'aria che preme su tutto viene definita come « pressione atmosferica» ovvero  la pressione che esercita l'aria  in qualsiasi punto dell'atmosfera terrestre. Le aree di bassa pressione hanno sostanzialmente minor massa atmosferica sopra di esse, viceversa aree di alta pressione hanno una maggior massa atmosferica. Per lo stesso principio, con l'aumentare dell'altitudine, il valore della pressione diminuisce (c'è meno aria sopra una montagna che sopra ad una pianura).
 Una delle caratteristiche della pressione atmosferica infatti è quella di variare a seconda dell'altitudine del posto in cui viene misurata . Se andiamo a quote più alte (rispetto al livello del mare) la pressione diminuisce: ad esempio a 3000 metri la pressione sarà inferiore a quella del livello del mare, in quanto, il peso dello strato d'aria sotto i 3000 metri non graverà più sullo strato d'aria esistente sopra tale quota.


Ora, dopo tutta questa teoria perché non cercare di capire sperimentalmente quanto pesa l’aria?
Per questo semplice esperimento ci servirà un foglio di carta quadrato: normalmente si prende un foglio A4 (sono quelli da ufficio e sono RETTANGOLARI, occhio!) e con il righello si misurano 21 cm per lato lungo; poi si uniscono con una linea e si taglia: essendo il foglio A4 largo 21 cm avremo ottenuto un foglio quadrato di 21 x 21 CM. Con lo stesso righello di prima si tracciano le due diagonali e s’individua il centro del foglio. Lì, proprio lì, con l’aiuto di un pezzetto di nastro adesivo, si attaccherà un pezzo di filo (spago, filo di cotone, filo di lana) lungo una ventina di CM. E ora l’esperimento: appiattite bene il foglio e afferrate il filo, poi date uno strattone verso l’alto che succede? Il foglio si alza? No. Il filo si strappa? Si. Come mai? Prima di rispondere riprovate a fare l’esperimento, ma questa volta sollevate il filo lentamente. Il foglio si alza? Si. Il filo si spezza? No.
Quindi...Come mai?
Intuitivamente, visto di cosa abbiamo parlato sino ad ora, viene logico pensare che sul foglio ci sia pressione dell’aria...Giusto. Per essere esatti abbiamo un foglio di 21 x 21 cm, il che vuol dire una superficie di 441 CM e visto i calcoli fatti prima sappiamo che sul foglio, nel momento dello “strappo rapido”, avremo una pressione corrispondente a circa 500KG, è normale che il filo si spezzi! Però, se solleviamo lentamente il foglio ci segue e il filo non si spezza, ah! Questo accade perché se solleviamo pian pianino, l’aria ha il tempo di portarsi anche sotto al foglio, equilibrando la pressione sia sotto che sopra alla superficie cartacea (ricordate che l’aria spinge da ogni parte),  e quindi il foglio si solleva senza fatica.

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