Pressione meccanica e carico superficiale
Calcola la pressione di contatto, il carico per unità di area e la pressione ammissibile su una superficie o fondazione.
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Formula e metodo
Colonna 10 kN su piastra 0.5 m² → σ = 10000/0.5 = 20.000 Pa = 20 kPa = 0.02 MPa. OK per terreno.
Forza su superficie
La pressione è la forza esercitata perpendicolarmente su una superficie, divisa per l'area: p = F/A. L'unità SI è il pascal (Pa = N/m²), ma per praticità si usano bar, MPa, atmosfere. La pressione agisce uniformemente in tutte le direzioni nei fluidi; nei solidi può variare con la posizione sulla superficie di contatto.
Applicazioni idrauliche
Il principio di Pascal afferma che la pressione si trasmette integralmente in un fluido incomprimibile. I sistemi idraulici sfruttano questo per amplificare la forza: p = F1/A1 = F2/A2, quindi F2 = F1 × A2/A1. Un martinetto con pistoncino da 10 cm² che alimenta un cilindro da 1000 cm² moltiplica la forza per 100.
Pressione nei solidi
La pressione di contatto tra superfici solide determina l'usura, la deformazione plastica, il grippaggio. La pressione di Hertz descrive il contatto tra superfici curve (cuscinetti, ingranaggi, ruote). Superare la durezza del materiale causa impronte permanenti. Il calcolatore determina le pressioni per diverse geometrie di contatto.
Sicurezza e progetto
Recipienti in pressione devono resistere con adeguato margine: pressione di esercizio < pressione di progetto < pressione di prova < pressione di rottura. Il dimensionamento considera lo spessore delle pareti, i cordoni di saldatura, le aperture per bocchelli. Le normative (PED, ASME) guidano la progettazione sicura.
Domande frequenti
È la forza divisa per l'area: p = F/A. Unità SI: Pascal (Pa) = N/m². Altre unità: bar = 100.000 Pa, atm = 101.325 Pa, PSI = 6.895 Pa.
L'area di contatto è piccola (~1 cm²). Una persona da 60 kg su un tacco: 600 N / 0,0001 m² = 6 MPa! È come la pressione di un pneumatico di camion.
p = F/A. Per generare 10 tonnellate (100.000 N) con pistone Ø50 mm (A = 0,00196 m²): p = 100.000 / 0,00196 = 51 MPa ≈ 510 bar.
È la pressione locale dove due corpi si toccano. Per contatti hertziani (sfera-piano), può essere molto alta anche con forze moderate. Critica per cuscinetti e ingranaggi.
Aumenta l'area di contatto: usa piastre di ripartizione, cuscinetti più grandi, pneumatici più larghi. La pressione è inversamente proporzionale all'area.