L’intensità della forza di attrito viscoso che agisce
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L’intensità della forza di attrito viscoso che agisce su una sfera immersa in acqua è 0,015 N. La sfera scende alla velocità costante di 9,6 m/s.
1. Qual è il raggio della sfera?
2. Quale dovrebbe essere la velocità della sfera se fosse immersa in olio d’oliva, per sperimentare la stessa forma di attrito viscoso?
Introduzione all’Argomento:
La fluidodinamica è la branca della meccanica dei fluidi che studia il moto dei fluidi e le cause che lo determinano. Essa si contrappone alla fluidostatica, pertanto è necessario introdurre nuovi concetti e nuove formule per risolvere gli esercizi (es. equazione di Bernoulli, equazione di continuità,…) e determinare le diverse proprietà del fluido che si sta analizzando (tra cui la velocità, la pressione, la densità o la temperatura). Per quanto possa sembrare “lontana” dalla nostra esperienza quotidiana, in realtà la fluidodinamica è una materia estremamente presente che ci aiuta a comprendere numerosi aspetti di idraulica, aerodinamica e discipline simili in cui ci imbattiamo ogni giorno.
Analisi dell’Esercizio:
Quando si parla di argomenti del tipo “L’intensità della forza di attrito viscoso che agisce su una sfera …” la prima formula che deve venirci in mente è quella derivante dalla legge di Stokes. Questa mette infatti in relazione forza – raggio – velocità e coefficiente di viscosità permettendo di ricavare qualsiasi dato ci serva. In questo caso dobbiamo infatti solamente esplicitare il raggio (punto 1) e la velocità (punto 2), sostituire i valori numerici e ottenere i risultati richiesti.