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Resistenza viscosa

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Fisica
Scritto da Administrator   
Sabato 28 Marzo 2009 12:35

Cosa significa una resistenza viscosa? Per resisenza all'avanzamento intendiamo una forza che si oppone al moto di un corpo in una certa direzione, mentre l'aggettivo viscoso intende la dipendenza lineare tra la forza e la velocità.

res-avanz

Sotto una velocità del corpo di circa 2 m/s parliamo di resistenza viscosa altrimenti di resistenza idraulica.
La forza viscosa viene quindi espressa in questo modo:

$\vecF_R=-b*\vecv$


Dove la costante b racchiude moltissime proprietà del corpo quali la massa volumica, la superficie e la forma.
Vediamo un semplice esercizio per chiarire il concetto.
Cosideriamo il moto di un grave in presenza di un fluido che agisca con una resistenza viscosa.
Fissiamo il sistema di riferimento inerziale con l'asse che punta verso il basso per il secondo principio della dinamica possiamo scrivere:

$\vecP+\vecF_R=m*\veca$

Scalarizzando otteniamo:

$m*g-b*v=m*(dv)/(dt)$


riconosciamo una equazione differenziale del primo ordine con termine particoalre; assumiamo $A=(mg)/b$ e risolvendo l'equazione otteniamo:

$(dv)/(dt)=g(a-v/A)$ e quindi $int(dv)/(a-v/A)=gintdt$

$v(t)=A-(A-v_0)e^(-(g*t)/A)$

Osserviamo che per un tempo che tende ad infinito $t rarr oo$ il valore della velocità tende ad un valore asintotico $v_oo=A=m*g/b$ , noto come velocità limite.

lake

E' per questo motivo che ad esempio un grave in un lago non aumenta la sua velocità in maniera infinita ma si attesta sempre attorno ad un valore costante.

 

Per discuterne insieme rimando al post sul forum "Resistenza viscosa"

 

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