Re: Forze che agiscono su una vela?

From: Mauro D'Uffizi <aduffiz_at_tin.it>
Date: 2000/03/07

Napoleone ha scritto nel messaggio
>Chi potrebbe spiegarmi se sia o no possibile in determinate
>condizioni,
>superare con una barca a vela la velocit� del vento stesso,incanalando
>il vento in qualche modo?
>grazie a tutti!

Pensa che la barca a vela � dotata di un dispositivo, detto deriva (in
pratica una tavola verticale allineata con l'asse maggiore della barca),
posto sott'acqua che le impedisce di scarrocciare lateralmente sotto la
spinta del vento, o come si suol dire di "andare alla deriva". (Non ho mai
capito il senso di questa espressione, penserei se mai pi� giusto dire
"andare senza deriva").

Potresti quindi pensarla come montata su binari, come suggerisce il post di
Gianni Comoretto.

Immagina la vela come una superficie piana e rigida, cos� evitiamo di
introdurre Bernoulli, ed immagina di avere un vento perfettamente laterale.

Il vento lo puoi pensare come un insieme di particelle d'aria che urtano la
vela e rimbalzano, sempre senza tenere conto di Bernoulli, e che cedono
parte del loro impulso alla vela, a seconda dell'angolo di impatto.

Se la vela fosse orientata ad angolo retto rispetto all' asse della barca, e
quindi perfettamente controvento, il vento non eserciterebbe alcuna forza
sulla vela in quanto attraverserebbe la barca senza colpirla.
Immagina ora di ruotare la vela per allinearla all'asse della barca.
Il vento colpir� la vela man mano con pi� violenza, e la sua violenza
raggiunger� il massimo quando la vela sar� parallela all'asse longitudinale
della barca.
Anche in questo caso per� il vento non produrr� una spinta nel senso del
moto, ma si limiter� ad inclinare lateralmente la barca.

Se consideri per� gli angoli intermedi tra questi due limiti ti accorgi che
la spinta del vento, scomposta nella direzione laterale (che inclina la
barca) e in quella longitudinale, secondo la regola del parallelogramma,
fornisce una risultante nella direzione del moto (appunto quella
longitudinale).

Se consideri la vela a 45� ti accorgi che il vento smetter� di spingere la
barca quando questa si muover� alla stessa velocit� del vento.

Man mano che dai 45� ti avvicini all'allineamento della vela con l'asse
della barca la spinta del vento cesser� per velocit� della barca molto
superiori a quella del vento.

Quindi � possibile superare la velocit� del vento con una barca a vela
purch� si abbia vento all'incirca laterale e la vela sia poco inclinata
rispetto all'asse maggiore della barca.

Chiaramente lo scafo dovr� opporre poca resistenza al moto.

Un fenomeno analogo lo puoi osservare nelle pale di una centrale a vento,
che ruotano con una velocit� periferica enorme anche con aria quasi ferma.
Addirittura nella loro progettazione si evita di fargli superare la velocit�
del suono, che � almeno dieci volte superiore a quella di un uragano.

Sarebbe interessante costruire una vela di elettroni, dotarla di deriva e di
vento fotonico laterale... Chiss�? :-))

Ciao, Mauro.
Received on Tue Mar 07 2000 - 00:00:00 CET