Post by logalogaSe si pensa alla mano come superficie portante e si applica il principio
di Bernoulli non soarei poi cosi` confinto dell'inclinazione della
direzione della forza...
Ah, ancora il principio di bernoulli!
Si vede che sei stato assente per un po'..
Il fatto che il teorema non può essere applicato al nuoto
Allego un mio post di giugno
--INIZIO--
Il teorema di Bernoulli nel nuoto, anche se le poche volte che ho letto
qualcosa di teoria l'ho visto applicato, non può essere usato nel nuoto.
Infatti, nelle sue varie formulazioni, prevede che almeno 2 di queste
condizioni siano verificate:
- campo di moto del fluido stazionario
- campo di moto del fluido irrotazionale
Entrambe le condizioni nel nuoto non son verificate (la prima quantomeno
perchè il corpo immerso in acqua - cioè il nuotatore - non mantiene costante
la propria "forma", la seconda perchè nuotando si creano dei vortici che
rendono il campo rotazionale) quindi non può essere applicato.
Questo, ovviamente a rigore di teoria, è quello che insegnano i
fluidodinamici..
--FINE--
O un po' + dettagliatamente - ma tanto sei ingegnere (quale, a proposito?)
--INIZIO--
Un corpo immerso in un liquido (reale!) in movimento relativo rispetto a
esso crea sempre una forza, usualmente definita aerodinamica nel caso di
aria (ma penso vada bene anche per un liquido)
Prendendo l'esempio semplice di un'ala che si muove in aria, scomponendo
questa forza in due direzioni si ottiene la portanza, che è perpendicolare
alla direzione del vento, e la resistenza, che è parallelo al vento e tende
a frenare il movimento.
Torniamo ora al problema del nuoto (fico, in questi giorni sembro un
professore di fisica!).
Cercherò di essere un po' + chiaro e semplice, spero di riuscirci.
Dunque, il moto di un fluido - sia esso un liquido o un gas - è governato
dalle equazioni di Navier-Stokes, che matematicamente sono delle equazioni
vettoriali differenziali alle derivate parziali non lineari, il che tradotto
in termini semplici vuol dire sostanzialmente irrisolvibili, se non in
simulazioni al computer.
Però, sotto determinate condizioni, queste equazioni possono subire delle
semplificazioni e assumere un aspetto + trattabile, come nel caso dei
teoremi (plurale!) di Bernoulli.
Però appunto devono essere verificate delle condizioni, che nel nuoto non
sono però verificate.
Queste condizioni, come dicevo prima, sono sostanzialmente 2:
- stazionarietà del campo di moto
- irrotazionalità del campo di moto
Procedendo con ordine, partiamo della stazionarietà del campo di moto.
Per capire cosa è un campo di moto stazionario, aprite un rubinetto,
preferibilmente non al massimo: avrete un campo di moto stazionario, almeno
mediamente stazionario.
Cioè, se continuate a misurare la velocità delle particelle d'acqua in un
qualsiasi punto, in quel punto otterrete sempre lo stesso valore, almeno
mediamente.
Questo è un campo di moto stazionario, cioè sostanzialmente un flusso che
non modifica le proprie proprietà nel tempo.
Questo avviene per esempio anche nel caso di un missile lanciato in acqua
che avanza a velocità costante. Pur muovendosi, se misuro la velocità
dell'acqua rispetto al missile sempre per esempio a dieci centrimeti dalla
punta del missile, questa avrà sempre lo stesso valore. Questo è un altro
caso di stazionarietà.
Naturalmente nel caso di un nuotatore questo non può essere vero, perchè
vorrebbe almeno dire che dovrebbe avanzare a velocità costante (cosa che per
altro non avviene) e non dovrebbe ne muoversi ne cambiare assetto.
Dei 3 teoremi di Bernoulli, già 2 non varrebbero.
Se il campo fosse irrotazionale, varrebbe almeno il terzo.
Un campo irrotazionale è un campo il cui rotore, che è un operatore
vettoriale, ha valore nullo, eliminando la non linearità delle equazioni.
Supponendo che l'ultima frase non sia chiarissima, chiarirò dicendo che in
presenza di vortici (turbolenza) il campo non può essere certamente
irrotazionale.
E siccome un nuotatore nuotando crea sempre della turbolenza, non è valida
nessuna delle ipotesi che stanno alla base del teorema di Bernoulli.
Quello di cui parlavi tu riferendoti alla remata è una versione "liceale"
del teorema di Bernoulli, per cui sarebbero necessarie ulteriori ipotesi per
essere valido, e che + o - suona così:
p+1/2rV^2=cost
dove:
p=pressione
r=densità
V=velocità
E' il classico esempio usato per spiegare come mai l'aereo vola.
L'aria passa attorno all'ala sopra e sotto, ma sopra per effetto cella
curvatura del dorso dell'ala, l'aria accelera andando + veloce.
Salendo la velocità, scende la pressione e quindi l'ala è risucchiata verso
l'alto e l'aereo vola.
Semplificando molto.
A mio umile avviso, il nuoto si basa sostanzialmente sulla conservazione
della quantità di moto.
Brutalmente, spostando dell'acqua verso il dietro, si ha l'effetto di essere
spostato verso l'avanti.
Questo combacierebbe anche con l'esigenza di cercare, durante la nuotata,
sempre dell'acqua ferma, in modo da ottenere una maggiore spinta.
Il teorema di Bernoulli non può essere applicato se non con rozzissime
approssimazioni.
Non vorrei contraddire i fisici del nuoto, la fluidodinamica non è nemmeno
il mio campo di specializzazione, ma mi sembra che quanto affermato sia
sostanzialmente corretto.
Spero di essere stato oltre che noioso almeno chiaro, se no fatemi sapere..
Ciao
--FINE--