Re: curiosità sui sistemi in caduta libera

From: Daniel <daniele.fua_at_unimib.it>
Date: Thu, 02 Dec 2004 10:12:52 GMT

Elio Fabri wrote:
> Vi chiedo scusa: il problema e' interessante e richiederebbe del tempo
> e della concentrazione di cui non dispongo in questi giorni.
> Resto del parere che coesione ovvero tensione superficiale non siano
> affatto essenziali per spiegare il fenomeno.
> Pero' non sono in grado di giustificare la mia affermazione, per le
> ragioni sopra dette.
> ------------------------------
> Elio Fabri
> Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
> ------------------------------

Non capisco piu' bene dove e' andato a finire il problema, in
particolare perche' ogni tanto qualcuno se ne esce scrivendo che "non
c'e' la gravita'". La gravita' o qualche campo di forza che accelera il
fluido c'e', altrimenti l'effetto di restringimento non avviene (mah...
e' proprio cosi???...).

Comunque... complicando un po' le cose rispetto alla formulazione
iniziale ma mantenendo solo le cose essenziali, supponiamo che da una
apertura circolare orizzontale (rubinetto) non esca un liquido ma
un'infinita' di palline microscopiche che non interagiscono tra loro
(non si attraggono o respingono) e con velocita' iniziale nulla. Le
palline sono soggette alla forza di gravita' e quindi le loro velocita',
tutte parallele, aumentano verso il basso.
E' facile vedere che il "flusso" formato dalle palline mantiene la
stessa sezione dell'apertura ma la densita' delle palline (numero di
palline per unita' di volume) diminuisce verso il basso.
Se da palline non interagenti, passiamo a palline che si attirano
(palline adiacenti legate tra loro da molle, un liquido insomma...) la
tendenza alla diminuzione di densita' viene contrastata dalla
contrazione della sezione - almeno all'inizio del fenomeno.
Le forze di coesione, che alla superficie si manifestano in tensione
superficiale, sono necessarie e sufficienti a spiegare il fenomeno.
E' ovvio che, all'aumentare della velocita', si giunge alla situazione
in cui le forze di coesione non sono piu' in grado di contrastare la
diminuzione di densita' e tenere unito il "flusso". Ma questa e'
un'altra storia...

Vorrei far notare che la presenza dell'atmosfera non entra in gioco
all'inizio del fenomeno ma puo' entrare in seguito, nella rottura del
flusso, perche' lo sviluppo di instabilita' alla superficie del liquido
viene fortemente influenzata dalla velocita' relativa dell'aria.

Daniele Fua'
Uni. Milano-Bicocca
Received on Thu Dec 02 2004 - 11:12:52 CET