Concetti Chiave
- La resistenza del mezzo in movimento è influenzata dalla pressione del fluido e dall'attrito, aumentando con la velocità.
- La forma aerodinamica è fondamentale per i veicoli terrestri e aerei, poiché riduce la resistenza e migliora la velocità.
- Il lavoro resistente di una macchina si suddivide in lavoro utile e lavoro passivo, essenziali per comprendere il rendimento.
- Il rendimento delle macchine è definito come il rapporto tra lavoro utile e lavoro motore, sempre inferiore a 1.
- Un impianto con rendimento del 60% utilizza solo il 60% della potenza disponibile, mentre il 40% è assorbito dalle resistenze passive.
Resistenza del mezzo in movimento
Ogni corpo in movimento deve vincere la resistenza opposta dal mezzo in cui si muove. Chiunque ha potuto notare, viaggiando in bicicletta o in moto, o anche a piedi in giornata di forte vento, quanto sia sensibile l’azione frenante dell’aria; per non dire del tentativo di correre stando immersi nell'acqua, che richiede uno sforzo ancora superiore.
La resistenza del mezzo è essenzialmente dovuta alla pressione che il fluido esercita sulla superficie del corpo in moto e all'attrito fra gli strati di fluido trascinati a loro volta in movimento.
In un fluido privo di viscosità sarebbe nulla la parte di resistenza dovuta all'attrito, che è prevalente alle piccole velocità. Per velocità elevate diviene sempre più sensibile la resistenza di pressione, che aumenta proporzionalmente al quadrato della velocità in un primo tempo, per risultare proporzionale secondo potenze più elevate man mano che la velocità raggiunge valori sempre più cospicui.
Qual è l'importanza della forma aerodinamica?
La forma del corpo in movimento ha enorme importanza nel. determinare la resistenza del mezzo. Gli unici veicoli veloci dei quali non si cura la forma sono le navicelle spaziali, in quanto destinate a muoversi in un mezzo praticamente inesistente. L’importanza di una forma aerodinamica per i veicoli terrestri ed aerei, idrodinamica per quelli destinati a viaggiare nell’acqua, è giustificata dai vantaggi di velocità che permette di conseguire.
li rendimento delle macchine.
Concetto di rendimento delle macchine
Abbiamo già parlato di lavoro motore e di lavoro resistente nelle macchine, sia pure trascurando le resistenze passive. Adesso siamo in grado di precisare che il lavoro resistente si compone di due parti:
il lavoro utile, ossia la resistenza che ci si propone di vincere con quella macchina;
il lavoro passivo, ossia quello necessario a vincere le resistenze passive.
Indicando il lavoro utile con Lu e il lavoro passivo con Lo possiamo scrivere in quest’altro modo l’uguaglianza tra lavoro motore (LM) e lavoro resistente (L R) •
Nel lavoro utile comprendiamo anche il lavoro di accelerazione necessario a vincere l’inerzia delle parti mobili, in quanto esso viene restituito durante i rallentamenti.
Il rapporto tra il lavoro utile e il lavoro motore si dice rendimento e si indica con (età):
Deve necessariamente risultare y minore di 1, in quanto il lavoro utile è sempre minore del lavoro motore.
Poiché la potenza N è il lavoro compiuto nell’unità di tempo, è possibile riferire il rendimento al rapporto tra le due potenze utile e motrice:
Il rendimento si può esprimere in moltiplicandone il valore per 100. È indifferenziate che un certo impianto ha rendimento C : oppure del 60%: in tutte due i casi si affermi che quell'impianto utilizza solo il 60% della potenza disponibile, restando assorbito dalle resistenze passive il residuo 40%.
Domande da interrogazione
- Qual è la principale causa della resistenza del mezzo in movimento?
- Perché la forma aerodinamica è cruciale per i veicoli?
- Come si definisce il rendimento delle macchine?
- Cosa rappresenta il lavoro passivo nel contesto del rendimento delle macchine?
La resistenza del mezzo è principalmente dovuta alla pressione esercitata dal fluido sulla superficie del corpo in movimento e all'attrito tra gli strati di fluido, che aumenta con la velocità (come descritto nel testo).
La forma aerodinamica è fondamentale per i veicoli terrestri e aerei poiché consente di ridurre la resistenza del mezzo, migliorando così la velocità e l'efficienza del movimento (come evidenziato nel testo).
Il rendimento delle macchine è il rapporto tra il lavoro utile e il lavoro motore, e deve sempre risultare inferiore a 1, poiché il lavoro utile è minore del lavoro motore (come spiegato nel testo).
Il lavoro passivo rappresenta la parte del lavoro necessario a vincere le resistenze passive, e insieme al lavoro utile compone il lavoro resistente, influenzando il calcolo del rendimento (come indicato nel testo).
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