Meccanica

15. Il moto dei fluidi (II)

15.5 L’attrito nei fluidi

■Attrito con le pareti della conduttura

Comportamento molto complesso. Se il fluido scorre in modo regolare e con velocità così bassa da non creare vortici, si ha condizione semplice

Regime laminare: il fluido si muove come se fosse formato da sottili lamine fluide che scivolano l’una sull’altra

Viscosità di un fluido:attrito che si oppone al moto degli oggetti che vi sono immessiCoefficiente di viscosità (eta) (tabella pag. 465):Quantità che dipende dal tipo di fluido e dalla sua temperatura; è tanto maggiore quanto più grandi sono le forze di attrito interne al fluido

15.5 L’attrito nei fluidi

rvF 6

■Attrito su un corpo in moto nel fluido

La forza di attrito viscoso dipende dalla velocità, dalla viscosità dell’aria, dalla forma e dalle dimensioni del corpo (aerodinamica)

Forza di attrito su sfera di raggio r in moto in un fluido (legge di Stokes)

15.6 La caduta nell’aria

■ Un oggetto che cade nell’aria non si muove di moto unif. accelerato. Su di esso agiscono la forza-peso Fp (verso il basso) e la forza di attrito Fv (verso l’alto) che aumenta al crescere della velocità. Quando le due forze diventano uguali e opposte, per il principio di inerzia, l’oggetto scende a velocità costante (velocità limite)

r

mgvmgrvFF pv

6

6

Un oggetto che cade nell’atmosfera accelera fino a giungere alla velocità limite, che rimane costante fino alla fine del moto

Come fa un aereo a volare? Un aereo rimane in volo grazie a una forza sulle ali diretta verso l’alto

(portanza) generata dall’aria.

Il profilo dell’ala fa inclinare il flusso d’aria verso il basso

Sulla faccia inferiore dell’ala, per il terzo principio della dinamica,

l’aria esercita una forza uguale e contraria diretta verso l’alto

Sulla faccia superiore l’aria viene compressa seguendo il profilo e poi

si espande scendendo lungo l’ala, aumentando velocità e, per la

legge di Bernoulli, diminuendo la pressione sopra l’ala