Il volo degli uccelli - stsbc

2.) Come si comporta un fluido?
2.1) Che cos’è un fluido?
Il volo degli uccelli
Prima di studiare il comportamento di un fluido diamone la definizione e alcune sue proprietà
elementari.
Un fluido è una sostanza che gode di caratteristiche fisiche proprie che ci permette di distinguerlo
da quelle che definiamo solide. Ogni fluido prende la forma del recipiente in cui è contenuto; ciò è
dovuto al fatto che non può sopportare una forza tangenziale (di taglio) sulla sua superficie, di
conseguenza essi non dispongono di forma propria, ma possono modificarla fino a raggiungere la
migliore “sistemazione”. A livello molecolare si può vedere benissimo come i fluidi siano diversi
dai solidi, in quanto la disposizione atomica di quest’ultimi è regolata da un rigido e ordinato
reticolo cristallino; né nell’acqua allo stato liquido né in nessun altro fluido è riscontrabile una
struttura simile. In ogni sostanza definita come fluido infatti, gli atomi (o le molecole, a dipendenza
del caso) non seguono un ordine e si dispongono in modo casuale. Qualitativamente nella categoria
dei fluidi rientrano i liquidi e i gas.
Il metodo più utilizzato per distinguere i fluidi è il calcolo della densità (ρ), il quale corrisponde a
dividere la massa m di una quantità di fluido per il volume V occupato dallo stesso:
m
ρ =
V
Altra proprietà dei fluidi è la pressione (p), una misura della forza per unità di superficie:
F
p =
A
dove F è l’intensità della forza perpendicolare esercitata e A l’area soggetta a questa forza.
2.2) Il teorema di Bernoulli
L’equazione di Bernoulli mette in relazione l’energia cinetica di un fluido via la sua velocità,
l’altezza al quale si trova e la pressione; e fu enunciata dal matematico Daniel Bernoulli (Groninga,
1700 – Basilea, 1782). L’equazione è una riformulazione di uno studio di Eulero, e si applica a
fluidi in regime laminare (e quindi non turbolento) non comprimibili, cioè con ρ costante. Malgrado
questo teorema sia stato concepito per fluidi non comprimibili come l’acqua, esso è applicabile
qualitativamente anche all’aria.
Visto che l’energia si conserva e non viene né creata né distrutta, partiremo dalla premessa che la
variazione di energia cinetica corrisponda alla somma dei lavori compiuti sul sistema. Definiamo le
seguenti forme di energia: energia cinetica ed energia potenziale.
cin 1
E = mv
2
2
pot
E = mgy
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