Legge di Bernoulli

Il teorema di Bernoulli, o legge di Bernoulli è un ben noto teorema della fluidodinamicache è in grado di descrivere le condizioni di un fluido ideale all’interno di una tubazione, senza che su di esso venga compiuto alcun lavoro.
Un’altra applicazione del teorema di Bernoulli è la cosìddetta portanza, vale a dire l’effetto che sfruttano gli aereoplani o le auto da corsa per affrontare le varie fasi di volo o per essere più stabili.

La portanza è una forza, che si viene a generare a causa della diffrenza di pressione che si viene a formare sulle due superfici di un’ala/alettone. A seconda di come è orientata l’ala, l’aria scorrerà con velocità diversa lungo le due superfici. Dall’equazione di Bernoulli, sappiamo che ad una velocità più bassa corrisponde una pressione più alta, mentre ad una velocità più alta corrisponde una pressione più bassa. A questo punto, se l’ala ha una curvatura rivolta verso l’alto, il flusso d’aria è come se andasse incontro ad una strozzatura, favorendo quindi una velocità più alta sulla parte superiore dell’ala. Ciò garantisce una pressione più alta nella parte inferiore e di conseguenza una spinta dal basso verso l’alto. La portanza come conseguenza del teorema di Bernoulli

La portanza come conseguenza del teorema di Bernoulli
La portanza, ovvero la spinta che riceve un corpo, quando due sue superfici parallelle sono esposte a differenti pressioni. Questa è una conseguenza del teorema di Bernoulli.
Un ultimo effetto del Teorema di Bernoulli è l’effetto Magnus, che viene applicato tantissime volte nello sport, come ad esempio il tennis o il calcio. Immaginiamo di avere a che fare con una palla lanciato in avanti, e che la palla ruoti in senso antiorario. A causa dell’attrito viscoso, la palla trascina con se l’aria che la circonda, mentre l’aria presente sulla traiettoria della palla scorre nel verso opposto al moto della palla. Ruotando in senso antiorario, sul lato destro la palla porta in avanti alcune molecole d’aria che vanno a scontrarsi con le molecole che scorrono in verso opposto, di conseguenza, in ossequio alla legge di Bernoulli, l’aria sul lato destro scorrerà più lentamente rispetto al lato sinistro, dove l’aria trascinata dalla palla avrà verso concorde rispetto al flusso presente sulla traiettoria e di conseguenza a velocità più alta. Come per la portanza, a velocità superiore corrisponde pressione inferiore, di conseguenza se lasciata ruotare in senso antiorario la palla riceverà una spinta da destra verso sinistra.

Per meglio comprendere tale teorema, lo si può considerare come il teorema sulla conservazione dell’energia meccanica applicato alla fluidodinamica, vale a dire che l’energia meccanica del sistema si conserva in assenza di forze non conservative, vale a dire se non viene compiuto alcun lavoro, l’energia meccanica del sistema si conserva.

 

Non è molto intuitivo il legame che esiste tra pressione statica e pressione dinamica. Bernoulli, un fisico del ‘700 che,  giunse alla seguente conclusione: la somma tra la pressione statica e quella dinamica è costante.

Quando l’aria è ferma la pressione dinamica non esiste (è uguale a zero): tutta la pressione disponibile è in forma statica. Man mano che l’aria viene messa in movimento, si genera pressione dinamica. Se è vero che la somma di questa nuova pressione con quella statica non varia, significa che la pressione statica è diminuita, tanto quanto è aumentata quella dinamica.

Per sincerarsene basta un semplice esperimento. Si prendano due fogli di carta e li si lascino penzolare tra le dita, paralleli tra loro.

I due fogli delimitano tre zone: la zona compresa tra i fogli stessi e le due zone esterne (destra e sinistra). In tutte tre le zone esiste una identica pressione atmosferica (pressione statica) e quindi i fogli non si muovono. Soffiamo ora tra i fogli (meglio dall’alto verso il basso) e, se abbiamo fatto le cose bene, notiamo che questi, piuttosto che allontanarsi si avvicinano.

È infatti accaduto che, mentre sulle superfici esterne dei due fogli la pressione dell’atmosfera non è cambiata, all’interno l’aria, muovendosi, ha ridotto la sua pressione statica sulle superfici interne.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Next Post

Ipersostentatori - Soffiamento dello strato limite

Un modo alternativo per ritardare la separazione dello strato limite è quello di iniettare nel flusso, tangenzialmente alla superficie del profilo, una corrente di aria ad alta velocità. Questo aumento di quantità di moto accelera nuovamente le particelle più lente dello strato limite che erano state rallentate dagli effetti viscosi […]

Subscribe US Now