Un olio combustibile di viscosità 14
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Un olio combustibile di viscosità 14 x 10^-3 Pa · s scorre in un tubo in un moto laminare. Un suo strato, distante 20 cm dalla parete interna del tuo e avente velocità di 0,60 m/s, ha una porzione quadrata di lato L che è soggetta ad una forza di attrito viscoso pari a 3,8 x 10^-3 N. Calcola il valore di L.
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:
In questo esercizio vi è un olio combustibile di viscosità 14 x 10^-3 Pa · s . Sapendo che nel regime laminare la forza che bilancia l’attrito viscoso è data da una determinata formula, è possibile calcolare il valore del lato L della porzione quadrata tramite le formule inverse. Si tratta dunque di un semplice esercizio di mera applicazione; occhio a non commettere errori di calcolo!
Risoluzione dell’Esercizio:
Posso determinare il valore del lato L sapendo che nel regime laminare la forza che bilancia l’attrito viscoso $(F=F_v=$3,8\times10^{-3}N)$ è data dalla formula:
$$F=\eta\frac{Sv}{h}=
\eta\frac{L^2v}{h}$$
da cui:
$$L=\sqrt{\frac{Fh}{\eta v}}
=$$
$$=\sqrt{\frac{3,8\times10^{-3}N\times0,20m}{14\times10^{-3}Pa\cdot s \times0,60\frac{m}{s}}}
=$$
$$=0,30m=30cm$$
