Il paradosso idrostatico

Il paradosso idrostatico: la forma del vaso non conta

Tre vasi con lo stesso fondo e forme diverse si riempiono fino allo stesso livello. La pressione sul fondo dipende solo dall’altezza del liquido, quindi è uguale nei tre, e uguale è la forza sul fondo. Eppure il liquido nel vaso svasato pesa molto di più di quello nel vaso col collo.

Pressione sul fondo (tutti e tre) —
Forza sul fondo p · S (tutti e tre) —
Peso del liquido: svasato —
Peso del liquido: col collo —
p = ρ g h: dipende da h, non dalla forma

La legge di Stevino dice che la pressione a una certa profondità dipende solo da quanto liquido c’è sopra in verticale, non da quanto è largo il vaso. Con lo stesso livello e lo stesso fondo, la forza sul fondo è la stessa nei tre vasi: la freccia teal non cambia.

Il peso del liquido invece cambia (la freccia grigia): nel vaso dritto è uguale alla forza sul fondo, in quello svasato è più grande, in quello col collo è più piccolo. Nel vaso svasato il resto del peso lo reggono le pareti inclinate; in quello col collo la spalla orizzontale spinge il liquido verso il basso.

È il paradosso di Pascal: con un tubo sottile e alto, pochi bicchieri d’acqua bastano a fare sul fondo di una botte la pressione di una colonna d’acqua di dieci metri, e a spaccarla.

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