Meccanica dei Fluidi

Documenti analoghi
Meccanica dei Fluidi: statica e dinamica

15/04/2014. Serway, Jewett Principi di Fisica IV Ed. Capitolo 15

MECCANICA DEI FLUIDI

Idrodinamica. Equazione di con0nuità Equazione di Bernoulli

La lezione di oggi. La densità La pressione L equazione di continuità Il teorema di Bernoulli. Stenosi e aneurismi

Densita. FLUIDI : liquidi o gas. macroscop.:

Meccanica dei Fluidi: statica e dinamica

1. I fluidi e le loro caratteristiche. 2. La pressione in un fluido.

Meccanica dei fluidi

Meccanica dei fluidi. ! definizioni; ! statica dei fluidi (principio di Archimede); ! dinamica dei fluidi (teorema di Bernoulli).

STATICA E DINAMICA DEI FLUIDI

CORSO DI FISICA dispensa n.2 MECCANICA DEI FLUIDI

Cap Fluidi

I fluidi Approfondimento I

Unità didattica 4. Quarta unità didattica (Fisica) 1. Corso integrato di Matematica e Fisica per il Corso di Farmacia

La corrente di un fluido

Un corpo di forma cubica (lato L = 10 cm) e densità ρ = 800 kg/m 3 è immerso in acqua (densità ρ 0

Fluidodinamica. Q=V/Δt=costante

Meccanica dei fluidi. Ø definizioni; Ø statica dei fluidi (principio di Archimede); Ø dinamica dei fluidi (teorema di Bernoulli).

Fluidi I. Stati della materia Densità e pressione Idrostatica Idrodinamica

Dinamica dei Fluidi. Moto stazionario

IDROSTATICA leggi dell'equilibrio. IDRODINAMICA leggi del movimento

Fluidi I. Stati della materia Densità e pressione Idrostatica Idrodinamica

Fluidi (FMLP: Cap. 11 Meccanica dei fluidi)

Applicazioni. Ogni corpo immerso in un fluido riceve da questo una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume di fluido spostato

Meccanica dei fluidi

Protezione Civile - Regione Friuli Venezia Giulia. Protezione Civile - Regione Friuli Venezia Giulia

Dinamica dei fluidi. Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine 1

Meccanica Dinamica dei fluidi

IDRAULICA STUDIA I FLUIDI, IL LORO EQUILIBRIO E IL LORO MOVIMENTO

Lezione 9. Statica dei fluidi

Legge di Stevino ( d.c.)

Fisica Applicata, Area Infermieristica, M. Ruspa MECCANICA DEI FLUIDI. Fluidostatica: fluidi in quiete Fluidodinamica: fluidi in moto

Lez 12 09/11/2016. Lezioni in didattica_fisica/did_fis1617/ E. Fiandrini Fis Sper e Appl Did 1617

V in A? V in B? V in C?

Fluidi I. Stati della materia Densità e pressione Idrostatica Idrodinamica

1 La legge di Stevino.

IL MOTO DEI FLUIDI. PROGETTO DI FISICA A CURA DELLE ALUNNE: PATERNOSTRO NICOLETTA PERRONE SARA Classe 3 A LICEO SCIENTIFICO MORMANNO A.

Dinamica del fluidi. A.Stefanel Fisica Cs AGR-SAN Dinamica dei fluidi. A. Stefanel - Fluidodinamica 1

Prova scritta di Fisica Generale I Corso di studio in Astronomia 16 luglio 2013

Peso della colonna di aria che ci sovrasta di altezza quindi pari all altezza dell atmosfera

IDRODINAMICA. Si chiama portata, il volume di fluido che defluisce attraverso una sezione nell unità di tempo; si indica con il simbolo Q [L 3 /T].

Meccanica dei fluidi

Meccanica dei FLUIDI

Main training FISICA. Lorenzo Manganaro. Lezione 7 Fluidostatica e Fluidodinamica

Alcuni utili principi di conservazione

Statica ed equilibrio dei corpi

Statica dei fluidi & Termodinamica: I principio, gas perfetti e trasformazioni, calore

Meccanica dei fluidi (2) Dinamica dei fluidi Lezione 11, 12/11/2018, JW

Corso di MECCANICA DEL VOLO Modulo Prestazioni. Lezione n.2. Prof. D. P. Coiro

ESCLUSIVO USO DIDATTICO INTERNO - CENNI DI DINAMICA DEI FLUIDI Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia, Dip. Fisica nucleare e teorica

LICEO CLASSICO VITTORIO EMANUELE II

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE BIOLOGICHE Prova scritta di FISICA 16 Febbraio 2016

Caratteristiche energetiche di un onda

Meccanica Meccanica dei fluidi

Eq. bilancio quantità di moto

Lezione 4 GEOTECNICA. Docente: Ing. Giusy Mitaritonna

Lez E. Fiandrini Fis. Sper. e App. Did. 1516

La corrente di un fluido

Una sostanza che non ha delle dimensioni definite, ma che prende la forma del contenitore entro la quale e confinata, prende il nome di fluido.

DINAMICA DEI FLUIDI D I LU I G I B O S C A I N O B I B L I O GRAFIA:

I D R O S T A T I C A

y h=10m v 1 A 1 v 2 0 p A 2 p 1 =1, Pa p 2

PORTATA DI UN CONDOTTO. Portata Q: volume di fluido che attraversa la sezione di un condotto nell unità di tempo. V v t. = t

MATERIA Meccanica & Macchine

Lezione 9 Statica dei fluidi. Densità e pressione. Legge di Stevin. Conseguenze della legge di Stevin.

Sussidi didattici per il corso di PROGETTAZIONE, COSTRUZIONI E IMPIANTI. Prof. Ing. Francesco Zanghì ELEMENTI DI IDRAULICA AGGIORNAMENTO 26/11/2013

Dall idrostatica alla idrodinamica. Fisica con Elementi di Matematica 1

PRESSIONE ATMOSFERICA

ENERGIA DI PRESSIONE TEOREMA DI BERNOULLI PRESSIONE IDROSTATICA SPINTA DI ARCHIMEDE

DINAMICA. Forze di massa + Forze di superficie = Forze di inerzia. Forze di massa = ρ fdxdydz. Forze di inerzia = ρ. Adxdydz

Laurea triennale in Ingegneria Elettronica Corso di Fisica Generale I

Programmazione modulare a.s

Facoltà di Farmacia - Anno Accademico A 18 febbraio 2010 primo esonero

PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE

Massa volumica. Esempio 1

ESERCIZI FISICA I Lezione

PROVA PARZIALE DEL 19 DICEMBRE 2016 modulo I

PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DIPARTIMENTO

1. Statica dei fluidi

La meccanica dei fluidi

MODULO BIMESTRALE N.1:Le Grandezze in Fisica

FISICA-TECNICA Statica e dinamica dei fluidi

Dinamica del fluidi. A. Barbisan - Fluidodinamica 1

CENNI DI FLUIDODINAMICA

PROVA PARZIALE DEL 27 GENNAIO 2016

Alcuni valori della densita'

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE BIOLOGICHE Prova scritta di FISICA 9 luglio 2015

Dotto Formazione a tutto tondo Rapid Training 2018 Corso di Fisica Argomento 16 Complementi di fluidi

Lavoro. In generale il lavoro compiuto dalle forze su un sistema di corpi è: F i dl i = E ci L F =

Lezioni in didattica_fisica/did_fis1718/ Lez 11 31/10/17. Fisica Sperimentale e Applicazioni Didattiche

ELEMENTI DI STATICA DEI FLUIDI

INTRODUZIONE ALLA TERMODINAMICA. Supponiamo di voler studiare il comportamento di una determinata quantità di gas contenuta

PIANO DI STUDIO D ISTITUTO

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE BIOLOGICHE Prova scritta di FISICA 21 luglio 2011

Meccanica dei Fluidi 1

I fluidi. 2 La densità di un olio è 0,08 g/cm 3. L altezza h della colonna di olio nella figura è: A 2 cm. B 4,6 cm. C 8 cm. D 10 cm. E 11,8.

La meccanica dei fluidi

Transcript:

Meccanica dei Fluidi F.Fabrizi e P. Pennestrì Liceo Scientifico I. Newton - Roma Classe III D 15 marzo 2013 1 Definizione di Fluido Un fluido è un insieme di particelle che interagiscono tra loro con una forza di coesione molto bassa. Con il termine fluido si intende sia un liquido che un gas. Un fluido ha un volume proprio, ma non una forma propria. La risposta con cui una materia cambia la sua forma ci fa capire se stiamo trattando con un liquido, un fluido o un solido. 2 Idrostatica La pressione La pressione p è l azione cui è soggetto un corpo immerso in un fluido. La forza F esercitata da un fluido su un corpo immerso in esso è sempre ortogonale alla superficie del corpo medesimo. Ciò premesso, si definisce pressione il rapporto: essendo A l area della superficie. p = F A L unità di misura nel SI è il pascal (Pa= N m 2 ) Variazione di pressione con la profondità Immaginiamo di avere un recipiente cilindrico pieno di fluido ed immerso nel medesimo: 1 (1)

Sia: Sia: da cui Figura 1: Nomenclatura F 1 la forza che si registra sulla base superiore del cilindro; F 2 la forza che si registra sulla base inferiore del cilindro; m g il peso del fluido contenuto nel cilindro. Dalla condizione di equilibrio del cilindro immerso otteniamo: F 2 = F 1 + m g (2) A l area di base del cilindro; h = y 1 y 2 l altezza del cilindro; ρ la densità del fluido; p 1 pressione alla base superiore; p 2 pressione alla base inferiore. La (2) può essere espressa nella forma: p 2 A = p 1 A + ρa (y 1 y 2 ) g (3) p 2 = p 1 + ρ (y 1 y 2 ) g. (4) Concluderemo che la pressione aumenta con la profondità. 2

Il principio di Archimede Un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l alto pari al peso del liquido spostato. Dalla equazione (4), indicata con p = p 2 p 1 la variazione di pressione, si ha: p = ρgh (5) ovvero dove V è il volume. pa = ρgha = ρgv (6) 3 Dinamica dei Fluidi Classificazione dei moti dei fluidi Possiamo distinguere due tipi di flusso: Flusso laminare o regolare, se tutte le particelle del fluido hanno traiettorie parallele; Flusso turbolento, se il flusso contiene vortici. Con il parametro viscosità si misura l entità dell attrito nel fluido. Il moto dei fluidi è complesso, quindi dovremo introdurre alcune semplificazioni quali: Fluido non viscoso. Fluido incompressibile. Flusso laminare. Particelle si muovono a velocità costante. Dicesi ideale un fluido con le suddette caratteristiche. 3

L equazione di Continuità Figura 2: Nomenclatura Il condotto mostrato in Figura 2 possiede sezioni trasversali estreme di area A 1 e A 2 differenti. Nell intervallo di tempo t passa attraverso la sezione di area A 1 il volume di fluido A 1 v 1 t. Tale volume deve essere uguale a quello A 2 v 2 t che attraversa la sezione di area A 2. Pertanto si ha: A 1 v 1 = A 2 v 2, (7) essendo v 1 e v 2 le velocità all entrata e all uscita del condotto. L equazione di Bernoulli Figura 3: Nomenclatura 4

Immaginiamo il moto di un fluido ideale in una condotta. In assenza di effetti dissipativi l energia meccanica posseduta dal fluido all ingresso del condotto deve essere pari a quella che il fluido ha all uscita (conservazione dell energia). Pertanto con riferimento alla nomenclatura della Figura 3 i lavori compiuti dalle forze di pressione risultano essere: W 1 = F 1 x 1 = p 1 A 1 x 1 = p 1 V (8) W 2 = F 2 x 2 = p 2 A 2 x 2 = p 2 V (9) In virtù del principio di conservazione dell energia: essendo K = 1 2 mv2 fluido. Dalla (10) avremo: ovvero l equazione di Bernoulli. Se introduciamo il peso specifico W 1 + K 1 + U 1 = W 2 + K 2 + U 2 (10) energia cinetica ed U = mgy energia potenziale del p 1 + 1 2 ρv2 1 + ρgy 1 = p 2 + 1 2 ρv2 2 + ρgy 2 (11) la (11) può riscriversi nella forma γ = 1 ρg (12) p 1 γ + v2 1 2g + h 1 = p 2 γ + v2 2 2g + h 2 (13) Effetto Venturi Possiamo prevedere il regime di velocità all entrata e all uscita del condotto utilizzando simultaneamente l equazione di continuità (7) (A 1 v 1 = A 2 v 2 ) e l equazione di Bernoulli (11). Se le altezze y delle sezioni estreme del condotto sono le stesse (y 1 = y 2 ) si ha p 1 γ + v2 1 2g = p 2 γ + v2 2 2g (14) 5

e si osserverà quanto segue: la velocità è maggiore all estremità con l area della sezione minore; la pressione è maggiore all estremità con l area della sezione maggiore. 6