meccanica

Io userei la legge di Torricelli che dice che la v=radice quadrata di 2gh. g è il valore dell'accelerazione di gravità (9,8 m/s2), h è la colonna di fluido al di sopra del rubinetto. Per cui se ho capito bene h=(3-1)m=2m. Se sostituisci i valori numeri nella formula trovi la velocità dell'acqua. (v=6,26 m/s)

Ciao Chiara! Come dice Elisabetta, si può applicare la legge di Torricelli. Questa deriva dall'equazione di Bernoulli:$P + \rho \ g h + \frac{1}{2} \rho v^2 = \text{ costante }$È equivalente alla legge di conservazione dell'energia meccanica (che spieghiamo qui https://library.weschool.com/lezione/energia-meccanica-teorema-forze-vive-legge-di-conservazione-energia-14879.html) ma nel caso di un fluido ideale (incomprimibile, in cui si possa applicare il principio di Pascal https://library.weschool.com/lezione/principio-di-Pascal-fluido-ideale-vasi-comunicanti-pressione-idrostatica-torchio-idraulico-14600.html), senza attriti e globalmente stazionario. Nella formula, $P$ denota la pressione, $\rho$ la densità del fluido, $h$ l'altezza/profondità, $g$ l'accelerazione di gravità, e $v$ la velocità del fluido. Possiamo sfruttare l'equazione calcolando la quantità $P + \rho \ g h + \frac{1}{2} \rho v^2$ in due punti diversi del fluido. Uno sarà sulla cima del serbatoio: in questa caso la pressione è quella atmosferica ($P_0$, il cui valore si trasmette a tutto il fluido), l'altezza è $H$ e la velocità è $0$ (qui il fluido non si muove). L'altro è proprio sul rubinetto: avremo pressione $P_0$, altezza $h$ e velocità (incognita) $v$. Uguagliamo le due espressioni:$\begin{array}{c} P_0 + \rho \ g H + 0 = P_0 + \rho \ g h + \frac{1}{2} \rho v^2 \\ \not{\!\! P_0} + \rho \ g H = \not{\!\! P_0} + \rho \ g h + \frac{1}{2} \rho v^2 \\ \not{\! \rho} \ g H + 0 = \not{\! \rho} \ g h + \frac{1}{2} \not{\! \rho} v^2 \\ g(H - h) = \frac{1}{2} v^2 \\ v = \sqrt{2 g (H - h)} \end{array}$Sostituendo i valori che abbiamo otteniamo proprio quello che ha detto Elisabetta! Attenzione però che questo non è quello che accade nella realtà: man mano che il serbatoio si svuota $H$ diminuisce, e la velocità non rimane costante ma diminuisce di conseguenza! Spero sia tutto chiaro :3 Ciao e buona giornata!