Quesito di Fisica-Fluidodinamica

[Betasom]

Cadendo in acqua da una altezza segnificativa ci si fà meno male, nel senso che l'ingresso in acqua è meno duro, se la superficie dell'acqua è perturbata piuttosto che calma.

 

Per questo motivo, se vi ricordate le immagini delle gare di tuffi alle Olimpiadi scorse, vicino alla zona dove il tuffatore entra in acqua viene messo uno spruzzo che getta una pittoresca parabola d'acqua e perturba la superficie.

 

Ai marinai che servono sulle portaerei americane, per lo stesso motivo viene detto, nel caso dovessero cadere dal ponte di volo, di cercare di cascare nel tratto di mare perturbato dalla scia.

 

Raccontato il fenomeno empiricamente vorrei capire il segnificato fisico di queste considerazioni. Esiste dunque qualcuno più eruduto di me sulla Fisica dei Fluidi che mi sappia spiegare esattamente cosa succede nei due casi? [superficie calma o superficie perturbata].

 

Forse Giampiero, in quanto ufficiale GN mi potrà illuminare, o forse il nostro buon Alain che dovrebbe essere fresco di studi o comunque ha la possibilità di chiedere a qualche luminare in Accademia. Ricardate che però sono un ingegnere, ed in quanto tale non sono soddisfatto fintanto che non ho davvero capito il fenomeno ... :s11:

 

L'unica analogia con un fenomeno che conosco che mi viene in mete è quella con la superficie delle palle da tennis, che viene fatta "pelosa" apposta per perturbare le vene fluide che scorrono attorno alla palla quando viene lanciata, creando quindi una turbolenza locale che riduce l'attrito fluidodinamico. Lo stesso vale ovviamente per la superficie delle palle da golf.

 

Ma nel caso del tuffatore mi sembra più un problema legato alla tensione superficiale del fluido che non un problema di attrito. Insomma come vedete non ho nemmeno io le idee chiare in merito ...

 

Attendo con ansia quindi. :s02:

[luciano46]

Anch'io non sono molto esperto come te', penso che Gianpiero possa darti una spiegazione piu' tecnica.

Pero,sperando di non dire cretinate, posso dirti che sulla superfice di un fluido come l'acqua, si forma una specie di pellicola a causa della tensione superficiale, che si crea tra due elementi diversi.

Se si agita la superfice meccanicamente si tende a rompere questa pellicola, formando una miscela temporanea dei 2 elementi (EMULSIONE) questa tende ad annullare la forza che tiene unito il fluido impiegando l'energia per mantenere l'emulsione, con conseguente diminuzione della resistenza meccanica superficiale.

Per esempio se salti da 150 metri nell'acqua ti fai molto male, se invece dalla stessa altezza salti dentro un mare di schiuma non ti fai niente.

Pero' tieni presente che la resistenza meccanica dell'emulsione e' molto bassa, quindi ci vuole tantissima emulsione per rallentare la tua velocita'.

Come dire se per rallentare la velocita' bastano pochi metri d'acqua, per la schiuma per la schiuma ne occorrono molto di piu' in proporzione alla sua densita'.

E' un po' stupido come esempio pero' spero di aver reso l'idea.

Credo che Gianpiero essendo piu' addentro,potra' chiarirti meglio le idee.

Ciao

Luciano

[Visitatore Marco U-571]

Beh Luciano, più chiaro di così............

[UCCIO*]

La risposta di Luciano è più o meno corretta .... almeno da un punto di vista pratico ... anche se da un punto di vista fisico o idrodinamico la cosa non è facile da spiegare.

 

Il fenomeno risulta sicuramente condizionato dal regime di turbolenza del fluido (laminare ... turbolento .... numero di Reynolds .... ok Ingegnere ? :s03: ) e dalla tesione superficiale. Ma ad ogni modo è una situazione molto particolare che mi fa pensare più ad fenomeno meccanico-cinematico che fluodinamico (per via del passaggio da un fluido ad un altro con densità/viscosità enormemente differenti). E comunque regolato da leggi assolutamente transitorie e quindi di difficile analisi. Resta sicuramente l'influenza della posizione e della geometria del corpo che penetra lo specchio d'acqua (vedasi l'effetto "panciata" ...). Non so che altro dire .... (proverò a chiedere lumi ai miei amici idrodinamici puri dell' INSEAN).

 

Comunque per i due esempi che ha citato Betasom io ho qualche dubbio: nel caso dei tuffi ero convinto che quel getto continuo e leggero avesse il compito di attenuare rapidamente le onde generate dal tuffatore ... in modo da preparare adeguatamente e rapidamente lo specchio d'acqua per il tuffatore successivo.

Quella delle portaerei mi giunge nuova .... eppure ho fatto il Direttore di una nave anfibia tutto-ponte (San Marco) e dotata di un bel bordo libero di almeno 12-13 metri (le portaerei ne hanno uno di 15-16 circa credo).

Certo tuttavia che anche io se dovessi lanciarmi in mare con nave in movimento .... cercherei di sicuro di buttarmi nella scia di poppa, ma per un'altra precisa ragione: in qualsiasi altro punto decidessi di lanciarmi ... rischierei comunue di essere risucchiato dalle eliche (lanciandosi a poppa delle eliche si è sicuramente spinti via .... lanciandosi a prora .... il campo di depressione enorme .... tende a richiamare tutto verso di esse).

 

CIAO

 

Giampiero

[luciano46]

Grazie Gianpiero sei grande

sei stato molto esauriente e preciso

ciao

luciano

[Steffsap]

Mah... direi che la tensione superficiale c'entra poco (l'energia della stessa è irrilevante, a quanto mi ricordo). L'acqua è praticamente incomprimibile, mentre l'aria, contenuta almeno nello strato superficiale in bollicine, specie ove sussista una scia, lo è moltissimo. Quindi, la compressione istantanea generata dal corpo in caduta sul muro d'acqua è assorbita in parte dall'energia devoluta alla compressione dell'aria nelle bollicine.

Più o meno è la stessa differenza che cadere dagli sci sul ghiaccio o sulla neve fresca. La differenza sta nell'aria intrappolata nella neve fresca. Ricordo di una caso di una hostess precipitata negli anni sessanta da circa 10.000 piedi e salvatasi grazie add un bel mucchio di neve fresca.

[luciano46]

verissimo

lo ricordo anch'io il particolare del fatto

ciao Luciano

[sonar]

..........il danno biologico,in relazione all'impatto ,dipende in linea di massima,dall'energia cinetica accumulata dal corpo umano e dalla deformabilità della superfice di impatto e dalle sue forme.................tanto più si potrà dissipare al di fuori dell'organismo umano tale energia tanto minori saranno i danni ad organi e tessuti;

viceversa saranno gli organi ad assorbire granparte dell'energia cinetica andando incontro a lesioni strutturali con le immaginabili conseguenze....................

[willi]

:s20: :s20: :s20:

 

Bellissime considerazioni!

[Visitatore Gotrek]

Ineccepibile ragionamento