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Angular Velocity

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Panoramica

La pressione è definito come forza per unità di superficie. Se la stessa forza è applicata a due aree, una più piccola e una più grande, la pressione sarebbe maggiore per l'area più piccola: è ovviamente meno doloroso ricevere un pestone con una scarpa da ginnastica piuttosto che con un tacco a spillo. Ad esempio, se si tenta spingere un coltello affilato verso il basso attraverso una carota o un pomodoro, questi si taglieranno. La superficie in cui è applicata la forza è piccola, per cui la pressione è sufficientemente elevata per tagliare l'oggetto. Se invece si utilizza un coltello non affilato, questo non sarà in grado di tagliare, perché la superficie è più grande e di conseguenza la pressione è più bassa.

L'unità di pressione del Sistema internazionale è il pascal, definito come newton su metro quadrato.

Pressione relativa

In alcuni casi la pressione del gas viene misurata come la differenza tra la pressione totale o assoluta e la pressione atmosferica. Questa misura è detta pressione relativa, ed è la pressione misurata per determinare la pressione dell'aria nei pneumatici di una vettura. I dispositivi di misurazione mostrano spesso la pressione relativa, anche se sono diffusi anche i sensori di pressione assoluta.

Pressione atmosferica

La pressione atmosferica (o pressione dell'aria) indica la pressione dell'aria in un dato ambiente. Solitamente si riferisce al peso della colonna d'aria atmosferica sopra la superficie unitaria. La pressione atmosferica influenza il tempo e la temperatura. Cambiamenti notevoli nella pressione atmosferica causano disagio per persone e animali, mentre la diminuzione della pressione atmosferica può causare disagi psicologici e fisici per persone e animali, o addirittura la morte. Le cabine degli aerei sono artificialmente pressurizzate proprio per evitare il naturale calo di pressione alle abituali altezze di crociera.

La pressione atmosferica diminuisce con l'aumentare dell'altitudine. Le persone e gli animali che vivono ad alta quota, ad esempio in Himalaya, si adattano alla bassa pressione. I viaggiatori, d'altra parte, devono adottare misure precauzionali per evitare disagi. Alcune persone, come gli alpinisti, sono spesso affetti dal cosiddetto mal di montagna, causato dalla carenza di ossigeno nel sangue. Questa condizione si verifica tipicamente ad altitudini superiori ai 2.400 metri, e se prolungata può diventare cronica. Nei casi più gravi le persone possono essere influenzate da edemi polmonari o cerebrali de alta quota. Per evitare problemi di salute legati all'altitudine, i medici raccomandano di evitare di assumere sostanze depressive come alcol e sonniferi, idratarsi accuratamente e salire ad altitudini più elevate ad un ritmo lento, per esempio a piedi, invece di utilizzare mezzi di trasporto. Ulteriori raccomandazioni includono dieta ad alto contenuto di carboidrati e molto riposo, soprattutto per le persone che hanno effettuato un'ascesa rapida. Questo permette al corpo di combattere la carenza di ossigeno derivata dalla bassa pressione atmosferica producendo più globuli rossi di trasportare ossigeno e aumentando la frequenza cardiaca e respiratoria.

Nei casi più gravi di mal di montagna è necessario intervenire immediatamente con un trattamento di emergenza. È fondamentale portare il paziente a bassa quota, dove la pressione è maggiore, preferibilmente a un'altitudine inferiore a 2400 metri sopra il livello del mare. Il trattamento comprende anche l'uso di farmaci e della sacca di Gamow, un contenitore leggero e portatile che può essere pressurizzato mediante una pompa a pedale. Il paziente viene messo all'interno di questa sacca per simulare altitudini inferiori. Si tratta unicamente di un trattamento di emergenza, quindi il paziente deve essere trasportato a quote ancora inferiori.

Le situazioni di bassa pressione atmosferica sono sfruttate anche dagli atleti, che dormono in ambienti d'alta quota simulati ma si allenano in condizioni normali. Ciò aiuta il corpo ad adattarsi alle alte quote e iniziare a produrre una maggiore quantità di globuli rossi, che, a loro volta, aumentano la quantità di ossigeno trasportata attraverso il corpo migliorando le capacità atletiche. A tal fine gli atleti utilizzano spesso tende o calotte ad altitudine simulata, dotate di una bassa pressione atmosferica interna.

Tute pressurizzate

Gli astronauti e piloti che devono lavorare ad alta quota usano tute pressurizzate per compensare la bassa pressione atmosferica. Nello spazio vengono utilizzate tute totalmente pressurizzate, mentre le tute a pressurizzazione parziale forniscono contropressione e ausilio per la respirazione ai piloti in quota.

Pressione idrostatica

La pressione idrostatica è la pressione di fluido causata dalla forza di gravità. Si tratta di un fattore importante non solo in ingegneria e fisica, ma anche in medicina. Ad esempio, la pressione sanguigna rappresenta la pressione idrostatica del sangue sulle pareti dei vasi sanguigni. Generalmente si riferisce alla pressione arteriosa durante un battito cardiaco ed è rappresentata da due numeri: la pressione sistolica, o massima, e quella diastolica, o minima. Lo strumento utilizzato per misurare la pressione sanguigna è chiamato sfigmomanometro. L'unità di misura per la misurazione della pressione del sangue è il millimetro di mercurio, anche in paesi come gli Stati Uniti e nel Regno Unito, in cui per misurare la lunghezza vengono utilizzati i pollici.

La coppa di Pitagora è un interessante dispositivo che utilizza i principi della pressione idrostatica. Secondo la leggenda, è stata progettata dallo stesso Pitagora per moderare il consumo di vino. Altre fonti invece riferiscono che questa coppa aveva lo scopo di regolare il consumo di acqua durante un periodo di siccità. A volte corredata da un gambo, è sempre dotata di una cupola interna che consente al liquido di entrare dal basso attraverso un tubo incorporato. Questo tubo si estende dal fondo del gambo della coppa alla cima della cupola, poi si piega e si apre nella tazza, come in figura. Il liquido entra nel tubo attraverso questa apertura. L'altro lato del tubo che attraversa lo stelo ha anche un'apertura nella parte inferiore del gambo. I principi di progettazione e di funzionamento di una coppa di Pitagora sono simili a quelle in moderni tazze igieniche. Se il liquido che riempie la coppa è sopra la parte superiore del tubo, allora essa scorre attraverso il fondo della coppa, a causa della pressione idrostatica. Se il liquido è sotto a tale livello, si può usare la coppa in modo convenzionale.

Pressione in geologia

La pressione è un elemento fondamentale in geologia. La formazione di gemme richiede pressione, sia per le pietre naturali che quelle sintetiche create in laboratorio. Anche il petrolio greggio è generato da un'intensa pressione e calore esercitata su resti di piante e animali. A differenza delle pietre preziose, che hanno per lo più origine in formazioni rocciose, il petrolio si forma generalmente nei letti d'acqua, come fiumi e mari. Il materiale organico viene ricoperto di sabbia e limo, che si accumula progressivamente sopra di esso. Il peso della sabbia e dell'acqua sopra di essa esercitano pressione. Con il tempo questi materiali finiscono sepolti sempre più in profondità, fino a diversi chilometri sotto la superficie terrestre. Dato che la temperatura aumenta di circa 25°C per ogni chilometro sotto la superficie, a tali profondità si raggiungono temperature di raggiunge 50-80°C. A seconda della temperatura totale e della sua fluttuazione, è possibile che venga generato gas invece che petrolio.

Gemme naturali

Esistono vari tipi di formazioni di gemme, ma la pressione è spesso un fattore fondamentale. I diamanti, per esempio, vengono creati nel mantello della Terra, dove pressione e temperature sono intense. In seguito, emergono sopra o in prossimità della superficie durante le eruzioni vulcaniche, quando il magma li trasporta verso l'alto. Alcuni diamanti arrivano sulla Terra all'interno di meteoriti e gli scienziati ipotizzano che il loro processo di formazione su altri pianeti sia simile a quello che avviene sulla Terra.

Gemme sintetiche

La produzione su scala industriale delle gemme sintetiche ebbe inizio negli anni '50 del XX secolo ed è tuttora in espansione. Alcuni consumatori preferiscono ancora le pietre preziose naturali, ma ultimamente si è verificato un cambiamento nelle preferenze, soprattutto a causa dei molti problemi legati all'estrazione delle gemme venuti alla luce di recente. Molti consumatori scelgono le pietre sintetiche non solo a causa del prezzo più basso, ma anche perché ritengono che le pietre prodotte in laboratorio consentano di risolvere problematiche come le violazioni dei diritti umani, le guerre e i conflitti economici e il lavoro minorile.

Uno dei metodi usati per realizzare diamanti in laboratorio, il metodo HPHT (alta pressione, alta temperatura), consiste nel sottoporre il carbonio a una temperatura di oltre 1000°C e a una pressione di circa 5 GPa. Generalmente vengono usati come base dei semi di diamante, mentre la grafite rappresenta una fonte di carbonio a elevata purezza da cui far crescere il nuovo diamante. Questo metodo è molto sfruttato soprattutto per realizzare gemme, in quanto più economico rispetto ad altri. I diamanti coltivati in laboratorio hanno proprietà simili e talvolta superiori ai diamanti naturalmente formati, a seconda del metodo di fabbricazione. Tuttavia, essi sono spesso colorati.

I diamanti sono ampiamente utilizzati per scopi industriali per le loro eccellenti proprietà, in particolare la durezza. Sono inoltre molto apprezzati per le loro qualità ottiche, oltre che per la conduttività termica e la resistenza ad alcali e acidi. Molti utensili da taglio usano un rivestimento diamantato mentre diversi materiali abrasivi contengono polvere di diamante. Attualmente una grande porzione dei diamanti usati per scopi industriali è realizzato nei laboratori perché la produzione sintetica è più conveniente dell'estrazione, e anche perché la domanda non può essere soddisfatta solamente dai diamanti naturali.

Alcune aziende hanno anche iniziato a offrire diamanti commemorativi, realizzati con il carbonio estratto dai capelli o dalle ceneri di cremazione dei defunti. I produttori pubblicizzano questi diamanti come un ricordo per celebrare la vita delle persone care. Questa iniziativa sta guadagnando rapidamente popolarità, soprattutto nei mercati dei paesi ricchi come il Giappone e gli Stati Uniti.

Il processo HPHT (alta pressione, alta temperatura)

Il processo ad alta pressione e alta temperatura viene usato principalmente quando si lavora con diamanti sintetici. Tuttavia, attualmente viene utilizzato anche su diamanti naturali per migliorarne o modificarne le proprietà cromatiche. Nel processo possono essere utilizzate presse di diversi tipi, tra cui le più costose e complicate sono le presse cubiche: vengono utilizzati principalmente per migliorare o cambiare il colore dei diamanti naturali. La crescita all'interno della capsula della pressa è di circa 0,5 carati di diamante grezzo al giorno.

Riferimenti

Questo articolo è stato scritto da Kateryna Yuri.

Unit Converter articles were edited and illustrated by Anatoly Zolotkov

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Pressione, sforzo e modulo di Young

La pressione è il rapporto della forza per l'area su cui si distribuisce detta forza. In altre parole, la pressione è la forza per unità di superficie applicata in direzione perpendicolare alla superficie di un oggetto.

La pressione può essere calcolata con qualsiasi unità di forza divisa per qualsiasi unità di area. L'unità di misura della pressione nel Sistema internazionale è il pascal (Pa). Un pascal è equivalente a 1 newton su metro quadrato. Una pressione di 1 Pa è molto bassa, quindi la pressione reale viene spesso espressa in kilopascal (1 kPa = 1000 Pa). La pressione di un pneumatico va in genere dai 180 ai 250 kPa.

Nella meccanica del continuo, lo sforzo (o tensione interna) è una misura delle forze interne che agiscono all'interno di un corpo deformabile, cambiandone reversibilmente o irreversibilmente la forma. Rappresenta la misura della forza media per unità di superficie di una superficie all'interno del corpo su cui agiscono le forze interne. Queste forze interne nascono come reazione alle forze esterne applicate al corpo, sono distribuite con continuità all'interno del volume del corpo materiale, e determinano la deformazione della forma del corpo. Quando tale deformazione supera i limiti di resistenza del materiale, può causare a un mutamento permanente della forma o un cedimento strutturale.

Dal momento che la dimensione dello sforzo è la stessa della pressione, l'unità di misura nel Sistema internazionale è il pascal (Pa), che corrisponde a 1 newton su metro quadrato (N/m²). Nel sistema Imperiale lo sforzo può essere espresso in libbre-forza per pollice quadrato, abbreviato in psi.

Uso del convertitore di Pressione, sforzo e modulo di Young

Questo convertitore in linea consente una conversione rapida e accurata fra molte unità di misura, da un sistema a un altro. La pagina per le conversioni fornisce soluzioni per tecnici, traduttori e chiunque svolga attività che comporti l'utilizzo di quantità definite con differenti unità di misura.

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N. b.: I numeri interi (numeri con cifre decimali uguali a zero o senza esponente) sono considerati accurati fino a 15 cifre e il massimo di cifre decimali è 10.

In questa calcolatrice, il simbolo E rappresenta i numeri che sono troppo piccoli o troppo grandi. Il simbolo E è un formato alternativo alla notazione scientifica a • 10^x. Ad esempio: 1,103,000 = 1.103 • 10⁶ = 1.103E+6. Dove E (da esponente) rappresenta “• 10^”, cioè “volte 10 elevato alla potenza di”. Il simbolo E è comunemente usato nelle calcolatici e da scienziati, matematici e ingegneri.

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