Fabio sta giocando a baseball con alcuni
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Fabio sta giocando a baseball con alcuni amici vicino a un lago e un lancio potente spedisce la palla in acqua. La palla ha un diametro di 7,0 cm e a un certo istante si muove nell’acqua alla velocità di 2,0 cm/s, senza generare vortici. Quanto vale in quell’istante la forza d’attrito viscoso esercitata dall’acqua?
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 ci viene presentato Fabio, un ragazzo che sta giocando a baseball con alcuni suoi amici. In seguito a un potente lancio, la pallina finisce in acqua, dove procede ad una certa velocità senza provocare vortici. Su di essa agisce la forza di attrito viscoso generata dall’acqua, la quale è facilmente ottenibile applicando la legge di Stokes. Infatti non dovremo fare altro che sostituire i valori numerici, fare i calcoli e ottenere così il risultato richiesto dal quesito.
Risoluzione dell’Esercizio:
So che la forza di attrito viscoso è ottenibile applicando la legge di Stokes (il coefficiente di viscosità dell’acqua è di $\eta = 1,00\times10^{-3}Pa\cdot s$):
$$F_v=6\pi\eta rv
=6\pi\times1,00\times10^{-3}Pa\cdot s\times$$
$$\times3,5\times10^{-2}m\times2,0\times10^{-2}\frac{m}{s}
=$$
$$=1,3\times10^{-5}N$$
