principio di Archimede

[cla29]

salve a tutti,

mi piacerebbe comprendere cosa succede al principio di Archimede quando il corpo (o il fluido) è in movimento, è vera l'asserzione secondo cui se esso fosse valido anche con il corpo in movimento, gli aerei non potrebbero volare, poiché soggetti alla sola spinta?

grazie!

[navigatore]

Quindi una nave che naviga, supponiamo non tanto velocemente come un aliscafo o un hydrofoil ( qui entrano in gioco altri complessi fenomeni, ma ora non è il caso….), non galleggia più ? Va a fondo? O decolla ?

Hanno rimorchiato felicemente la Costa Concordia fino a Genova, in galleggiamento….

[cla29]

risulta chiaro che il "non tanto velocemente" influenza la risposta, dunque nel caso di velocità in grado di generare portanze superiori al proprio peso cosa succede al principio?

[navigatore]

Eh sì, la velocità influenza la risposta, però una risposta completa sarebbe lunga e complessa….Allora ti dirò brevemente questo.
Quando una nave naviga a velocità tale da non alterare in maniera "esagerata" il campo delle pressioni attorno allo scafo (scusa ma non posso essere più dettagliato), queste pressioni differiscono poco da quelle idrostatiche, come puoi intuire. In questo caso si dice che la nave naviga "a dislocamento" , cioè il peso è equilibrato dalla solita spinta archimedea. Per ogni nave ci sono delle velocità ottimali per viaggiare a dislocamento, senza per questo essere delle lumache.

Ma quando la velocità è "forte", intervengono fenomeni di "sostentamento idrodinamico" . Hai mai visto un potente motoscafo che corre come un pazzo? Una parte dello scafo in pratica è sostentato da forze idrodinamiche. Solo una parte è immersa e subisce la spinta archimedea.

Un aliscafo, quando si stacca dalla banchina e inizia le manovre, è "a dislocamento". Poi man mano che aumenta la potenza e quindi la velocità lo scafo sale sulle ali : sono le ali a dare la portanza che equilibria il peso, la carena è tutta fuori acqua. Quando arriva, succede il contrario. Man mano che diminuisce la velocità , lo scafo si immerge, fino all'arresto.

Hai mai visto uno che fa sci d'acqua? È il sostentamento idrodinamico a tenerlo a galla.

[cla29]

è tutto chiaro a livello qualitativo, ma per il quantitativo ho dei dubbi (che probabilmente ti costringerebbero ad un lungo post), ma voglio comunque provare a formularli, poichè l'asserzione un po criptica con la quale ho iniziato la discussione,cioè l'aereo che non può volare, è stata formulata da un professore di fluidodinamica, e mi ha gettato nello sconforto (sicuramente a causa di mie conoscenze non ancora acquisite).

Dagli esempi che hai portato sembrerebbe che semplicemente la spinta si somma alla portanza, ma evidentemente quando dici che il campo di pressione si modifica, mi sento di dedurre che il principio si modifica,o forse non esiste neanchè più poichè potrebbe venire a mancare la differenza tra pressioni idrostatiche che generano lo stesso principio (la parte più immersa riceve una pressione maggiore di quella più vicina alla superficie). A questo punto ti chiedo nel caso dell'aereo, in volo come si modifica il principio? portanza e spinta si sommano?

[navigatore]

Nel caso dell'aereo, io non parlerei di spinta archimedea. Bisognerebbe chiedere a un aeronautico, ma credo che la spinta aerostatica conti ben poco, forse nulla. Comunque, a riesaminare la frase da te riportata, non sono proprio sicuro che sia esattamente quello che voleva dire il tuo professore.
Per un motoscafo veloce, la presenza della spinta idrostatica non significa che è presente solo quella, c'è anche una portanza di origine idrodinamica.
L'aereo, se fosse presente la sola spinta aerostatica, non volerebbe. Forse voleva dire proprio questo: non basta la spinta archimedea, per far volare un aereo.

[axpgn]

Eh, ma ... una mongolfiera sì

Adesso che ci penso: un dirigibile assomiglierebbe a una nave da questo punto di vista ... o no?

Cordialmente, Alex

[navigatore]

Il dirigibile è riempito con gas più leggero dell'aria, e può rimanere in equilibrio sotto l'azione di spinta e peso :

http://it.wikipedia.org/wiki/Dirigibile

http://www.dirigibili-archimede.it/ildirigibile.php

ma un aereo no, c'è bisogno della portanza e quindi della propulsione …..

E per favore non tirate fuori Bernouilli a sproposito, per spiegare la portanza !

[axpgn]

Il dirigibile è riempito con gas più leggero dell'aria, e può rimanere in equilibrio sotto l'azione di spinta e peso ...

Lo so, però a differenza della mongolfiera ha anche un propulsore, quindi ti (mi) chiedevo se questo fatto lo fa assomigliare ad una nave (meglio un sottomarino) perché galleggia ma possiede anche un motore ...

Cordialmente, Alex

[navigatore]

Sì certo, l'analogia col sottomarino è giusta.