Siccome alcuni volatori, con il pallino della fisica, si sono presi la briga di analizzare e correggere alcune 'inesattezze'
riportate dal Manuale, pur non avendo io apportato alcuna correzione, trovo giusto esporre le osservazioni da loro fatte e la ragione dei mancati adeguamenti.
In questo modo, se non altro, eviteremo la stessa fatica ad altri eventuali 'puristi'.
Ecco le osservazioni, nell'ordine in cui sono arrivate:
In data 24 Jun 2002, Eliano Greco mi scriveva:
Ciao Andrea,
Ho letto con piacere il tuo Manuale Di Volo Libero perché mi sto avvicinando con piacere a questo mondo.
Devo però segnalarti un errore nel capitolo 3, si tratta di un errore molto comune sul concetto di portanza.
"I filetti di aria che investono l'ala sono costretti a dividersi, a livello del bordo di attacco, passando in parte sopra ed in parte sotto all'ala.
Quelli che passano di sopra, però, si trovano a dover percorrere una strada più lunga e devono quindi accelerare.
Ma a maggiore velocità corrisponde minore pressione statica, ed ecco che, sull'estradosso la pressione è,
appunto, diminuita durante il volo."
E' ben vero che il profilo alare accelera l'aria sul dorso, ma questa accelerazione non avviene grazie
ad una differenza di lunghezza tra dorso e ventre!
Se cosi fosse la portanza sarebbe davvero poca, in realtà le particelle dorsali arrivano molto prima al bordo di uscita.
Non esiste nessuna ragione fisica per cui una particella che si separa al bordo d'attacco debba ricomporsi all'uscita, inoltre esistono
profili simmetrici e addirittura profili con il percorso ventrale più lungo di quello dorsale.
Trovi meglio spiegati questi concetti alla pagina web
della NASA:
oppure nella traduzione italiana.
A presto.
Eliano Greco.
Risposta a Eliano:
Eliano e la NASA hanno assolutamente ragione (ci mancherebbe). Ma la premessa a questa ed alle altre risposte
è che il Manuale ha l'obbiettivo di indicare dei meccanismi non di spiegarli in modo esaustivo e completo (che lo
desidera puo' certamente approfondire, e se anche soltanto uno lo farà dopo aver letto il Manuale, lo considererei un
grande successo aggiuntivo).
Nel passaggio in questione il punto che mi interessava far ben comprendere è che la portanza si genera grazie
ad una differenza tra le velocità dell'aria sopra e sotto al profilo (e su questo son d'accordo anche Eliano e la NASA).
Il trucco didattico utilizzato qui è molto diffuso (tanto che sono stati dedicati interi capitoli correttivi) e pur
impreciso permette la comprensione di massima del meccanismo senza complicare eccessivamente la vita dell'aspirante
pilota poco interessato ai principi di fisica in quanto tali (brutta cosa la gnoranza...).
Grazie Eliano
Sul rapporto tra peso e velocità, ben tre mail son giunte.
In data 29 Maggio 2003, Carlo Traverso scriveva:
Adesso faccio la figura del pedante, pazienza.
Capisco che la fisica possa venire banalizzata e bistrattata quando si tratta di instillare nozioni di base a chi
ne è del tutto digiuno, ma leggere che l' automobile piu' pesante in discesa parte piu' veloce di quella leggera
mi pare troppo.
Buonanima di Galileo faceva rotolare bocce di peso differente e financo le lasciava cadere dalla torre di Pisa
per mostrare il contrario a quanto comunemente si pensava (lui non aveva auto da lanciare in discesa, noi volendo
potremmo fare anche quello) ., e quattro secoli pare siano passati invano...
E non diciamo che un libratore appesantito plana a velocità maggiore , con la macchina in discesa proprio
non ci azzecca..
Con cordialità
Carlo Traverso
Sullo stesso tema, ma con piu' dovizia di particolari,
in data
16 Jul 2004, un altro Carlo (non viene riportato il cognome, la mail è jena) scriveva:
Nel capitolo "La Trazione" si trova scritto:
"...Se poi le auto sono due, una vuota ed un'altra a pieno carico,
noteremo che la seconda parte molto più decisa e raggiunge una velocità
maggiore in meno tempo
Dice Carlo:
In realta', consideriamo due oggetti (ignoriamo l'attrito), di massa m1
ed m2, diverse tra loro, con accelerazione di gravita' g, poggiati su un
piano inclinato con inclinazione alpha. Questi oggetti sono sottoposti a
peso
# p1 = m1 x g
# p2 = m2 x g
Dalla scomposizione delle forze si nota che le trazioni sono:
# t1= p1 x sin(alpha) = m1 x g x sin(alpha)
# t2= p2 x sin(alpha) = m2 x g x sin(alpha)
Dal secondo principio della dinamica, si sa che la forza, se la massa e' costante, e':
# F = m x a
dove a e' l'accelerazione imposta all'oggetto di massa m.
Per determinare quindi l'accelerazione dei due oggetti, diciamo che:
# a1 = t1/m1 = (m1 x g x sin(alpha)) / m1 = g x sin(alpha)
# a2 = t2/m2 = (m2 x g x sin(alpha)) / m2 = g x sin(alpha)
da cui, evidentemente
# a1 = a2 = g x sin(alpha)
L'affermazione risulta quindi errata e la maggiore spinta serve a vincere la maggiore inerzia della macchina a pieno carico.
Spero di essere stato utile.
Carlo.
Molto più recentemente, in data 23 Settembre 2018, Paola scriveva:
In “la forza aerodinamica totale” dove parli de “la trazione” fai il caso di due macchine di differente peso e sostieni che quella più
piu pesante accelera di piu….
Secondo me è sempre accelerazione di gravità moltiplicata per il seno dell angolo per entrambe le macchine
Risposte
Nella documentata risposta di Carlo2 ho messo in grassetto quanto da lui riportato tra parentesi, vale
a dire l'esortazione ad ignorare l'attrito. Lo stesso desiderio permeava anche Galileo, che si è
cimentato con sfere fatte cadere o scivolare in vari modi (tra gli oggetti a sua disposizione, le sfere
erano tra quelli con minor attrito...).
Come forse molti sanno, se ignoriamo l'attrito, una piuma cade (attratta dalla forza di gravità) con la
stessa accelerazione di un chiodo: l'esperimento, compiuto in ambienti a vuoto - senza cioè l'attrito dell'aria -
indicano che è proprio così.
E qui vorrei sottolineare che, se eliminiamo gli attriti eliminando l'aria eliminiamo anche il volo!.
Valida la difesa di Galileo (spero non stia girando a trottola, nella sua tomba), correttissime le formule
di Carlo2, ma resta il fatto che se debbo scegliere, come paracadute, tra una enorme piuma (in fondo un
vecchio paracadute a cupola) ed un enorme chiodo di pari peso, preferirei di molto la prima al secondo
fidando proprio sul tanto vituperato (al punto da eliminarlo) attrito.
Come già accennato, il Manuale vuole tenersi ben vicino alle esperienze pratiche di chi inizia a volare e non
credo che,nella pratica di volo, la eliminazione dell'attrito sia qualcosa di sperimentabile facilmente.
Se poi qualcuno si domanda come mai alcuni piloti zavorrino (aggiungano peso) il loro mezzo planante la
risposta è certa: per aumentare le velocità di planata!
Nella disciplina olimpica del Bob, la aggiunta di peso è addirittura regolamentata e vengon fissati precisi limiti entro
i quali tali mezzi (inclusi i piloti) debbono stare per non determinare ingiusti vantaggi.
"I bob moderni combinano leghe in metallo leggero, pattini in acciaio e carrozzerie aerodinamiche in materiali compositi.
I bob da competizione devono avere una lunghezza massima di 3,80 metri per il bob a 4 e di 2,70 metri per il bob a 2.
In entrambi i casi la larghezza massima è di 0,67 metri.
Il peso massimo (compreso l'equipaggio) è di 630 kg per il bob a 4 e di 390 kg per il bob a 2.
Possono essere aggiunte delle zavorre per raggiungere i limiti, in quanto maggiore è il peso, più veloce è il mezzo (!!!!).
Fino a quando venne introdotto il limite di peso (nel 1952) i componenti dell'equipaggio tendevano ad essere molto pesanti."
La rozza spiegazione contenuta nel Manuale vuole aiutare a comprendere le ragioni di tale comportamento pratico e,
a sentir molti che hanno letto, pare riuscirci.
Anche in questo caso, naturalmente, vale l'esortazione ai piu' attenti di approndire (magari leggendosi
direttamente i testi di Galileo) questi aspetti. La rete è piena di testi di fisica: coraggio! non fermatevi qui!
Un sentito ringraziamente anche ai due Carli.
