Originalmente inviato da wikipiero  riguardo la barca: nel primo caso (vento reale e corrente uguali) il vento apparente è nullo, la barca si muoverà assieme all'acqua ed al vento, le sue vele non si gonfieranno e, essendo la sua velocità relativa all'acqua nulla, non sarà nemmeno in grado di governare. la sua velocità rispetto al fondo (ed alla riva del fiume) sarà di 5 m/s (quello che avevamo ipotizzato inizialmente, ma poco importa). nel secondo caso, visto che ovviamente parliamo di una barca che può bolinare, essa potrà gonfiare le sue vele, quindi avere una velocità relativa all'acqua, quindi manovrare, quindi mettersi di bolina, quindi avere una velocità relativa all'acqua con una VMG anche minima ma positiva (formerà un'onda a prua e la prua sarà diretta a valle), quindi scendere lungo il corso d'acqua con una velocità rispetto la terraferma superiore a quella dell'acqua stessa, quindi arriverà prima dell'altra. c'è solo una piccola imprecisione nella tua deduzione: se consideriamo una polare normalizzata rispetto alla velocità del vento, sarà sufficiente che la VMG sia superiore a 0, ovvero che la barca possa bolinare, non importerà quanto bene lo possa fare, basterà che lo possa fare. non sarà necessario che la VMG sia superiore ad 1, valore peraltro ben difficile da raggiungere per barche a vela comuni: considera che per una VMG normalizzata = 1, ad un classico angolo di bolina di 45° rispetto al vento reale, la velocita normalizzata della barca dovrà essere 1.4 (V = VMG / sin 45°) ovvero con 10 nodi di vento la barca dovrebbe andare a 14 nodi, un po' troppo.
riguardo l'albatros le cose sono un po' più complicate: cominciamo col dire che la faccenda è stata sviscerata almeno in gran parte da Raileigh alla fine dell'800 pur con le necessarie semplificazioni dovute alle conoscenze dell'epoca. l'albatros sfrutta il gradiente di velocità del vento che è positivo salendo di quota: il vento, che si può in prima approssimazione supporre laminare, a causa dell'attrito con l'acqua, ha una velocità che cresce al cresere della quota fino ad una altezza di alcune decine di metri, in questa fascia di qualche decina di metri vola l'albatros estraendo energia dal moto relativo tra le varie "lamine" di vento cosiccome la barca estrae energia dal moto relativo tra aria ed acqua. a differenza della barca che è costantemente a contatto con due fluidi in moto relativo, l'albatros si sposta tra quote a diversa velocità riuscendo comunque ad estrarre energia: Raileigh aveva ipotizzato per semplicità che esistessero solo due fasce d'aria in moto relativo, la più vicina all'acuqa a velocità inferiore. l'albatros comincia picchiando dalla zona superiore col vento in coda prendendo velocità scambiando energia potenziale per quella cinetica, alla fine della picchiata, nella fascia inferiore, vira controvento scambiando energia cinetica con energia potenziale, solo che nel salire incontra l'aria più veloce della fascia superiore, se consideriamo che che l'energia disponibile per l'albatros è quella dovuta al vento apparente che lambisce le sue ali capiamo che nel salire, l'aria sempre più veloce fornisce ulterire energia al pennuto per salire oltre il punto di partenza ed eventualmente per planare un po' sopravento.
due note: 1) le onde contribuiscono a rendere maggiore la differenza di velocità tra gli strati d'aria alle varie quote ma non ne sono la causa principale. 2) mi rendo conto che la spiegazione che ho dato non è completa ed inoppugnabile, ma per farlo ci vorebbero dei disegni, un editor per testi matematici e del tempo che adesso non ho, magari ci provo questa sera. |