Per resistenza viscosa si intende una forza che si oppone al moto di un corpo con una dipendenza lineare tra forza e velocità. Tale forza agisce in caso di velocità inferiori a 2 m/s, altrimenti si parla di resistenza idraulica. La forza viscosa viene quindi espressa come:
Dove la costante b racchiude moltissime proprietà del corpo quali il volume, la superficie e la forma.
Forza peso e resistenza viscosa
Consideriamo il moto di un grave in presenza di un fluido che agisce con una resistenza viscosa. Fissiamo il sistema di riferimento inerziale con l’asse che punta verso il basso. Per il secondo principio della dinamica si ottiene l’equazione della dinamica del grave:
Scalarizzando le equazioni nel sistema di riferimento si ottiene:
Si ricava un’equazione differenziale del primo ordine non omogenea. Assumendo si risolve l’equazione come segue:
Per un tempo che tende ad infinito il valore della velocità tende ad un valore asintotico , noto come velocità limite. La velocità di un grave che precipita in un fluido viscoso non aumenta in maniera infinita. Steso comportamento accade in presenza di una forza idraulica.
Andrea Pascucci
5 anni agoPreg,mo Professore, cortesemente vorrei sapere se un volano meccanico imerso in una vasca d’acqua per metà diametro, gira alla velocità di 6 m/s e reca un cilindro incassato su di esso in cui un fondo è chiuso e l’altro fondo è in libera comunicazione con l’acqua della vasca. Si vorrebbe conoscere il calcolo della Resistenza del mezzo considerato che il volano ha un diametro di 2,25 m , largo 0,45 m mentre, il cilindro incassato con asse orizzontale parallelo a quello del volano ha un diametro di 0,35 m lungo 0,40 m, Tra il volano e le sponde della vasca vi è una distanza di 0,50 m.
La ringrazio e La saluto distintamente e, con l’occasione Le invio i migliori Auguri di Buon Natale e Felice Anno Nuovo