^^Calc altezza di equilibrio del liquido nei recipienti-vasi comunicanti.

Schema "semplice complesso" >>>

Complesso Semplice Intermedio
Vasi di forma qualsiasi, inclinazione qualsiasi. Clindri verticali. Cilindri e coni verticali.

p: Calcolare l'altezza di equilibrio di colonne comunicanti, inizialmente di altezza diversa.

Cioe' calcolare lo stato finale della fase dinamica che portera' i vasi comunicanti ad avere lo stesso livello.

Idea soluzione

La figura dello stato finale e' un cilindroide dato dall'unione di 2 cilindroidi di uguale altezza. Se ne puo' calcolare base e volume, dai dati dei componenti; da cui l'altezza.

Lg: Colonne.

Preferisco dire "colonne" piuttosto che "vasi" poiche' in "vasi" non e' dichiarato nulla sulla forma, invece intendo "colonne" come sinonimo di "cilindroidi", per quanto riguarda l'aspetto spaziale. In piu' "colonne" rende il senso del peso e dell'orientazione verticale del cilindroide.

Procedimento di risoluzione

  1. AC = AA+AB  l'area di base del cilindroide composto e' uguale alla somma della aree di base dei cilindroidi componenti.

    VC = VA+VB  il volume del cilindroide composto e' uguale alla somma dei volumi dei cilindroidi componenti.

    Sono 2 operazioni di ugual priorita'.

  2. hC = VC/AC    Calc altezza di C.

Esempio numerico semplice

  A h V
A1 4 12 48
B1 16 2 32
C2 4+16=20 80/20=4 48+32=80

1= iniziale; 2= finale; C corpo composto da A e B.

Sintesi del procedimento tramite espressione letterale

 

  VC   VA+VB   AAhA+ABhB
hC =
=
=
  AC   AA+AB   AA+AB

 

c: Generalizzare al caso di 3 vasi comunicanti

Altre grandezze calcolabili

  A h V ∆h ∆V
A1 4 12 48    
B1 16 2 32    
C2 4+16=20 80/20=4 48+32=80    
A2   4 16 4-12=-8 16-48=-32
C2   4 64 4-2=+2 64-32=-32

V=Ah     volume = area di base per altezza

Per la colonna-cilindroide vale la formula V=Ah, che di volta in volta permette di calcolare una delle grandezze, se note le altre 2.

Dida

Si puo' pensare a come calcolare lo stato finale. Credo che: seguire l'evoluzione che porta allo stato finale, possa aiutare a capire.