Bucare la carrozzeria, conviene?

[Bestia]

Originalmente inviato da minelli

Intendevo dire che il discorso non può essere ridotto al semplice calcolo che hai fatto...è troppo riduttivo e non tiene conto di troppi fattori determinanti. Per dimostrare quanto appena detto ho fatto l'esempio dell'olio e dell'acqua. Mettendo a confronto olio e acqua e ragionando come dici tu (rifacendo gli stessi calcoli) alla fine si arriva a pensare che le forza risentita da un corpo in movimento nell'olio è minore di quella risentita nelle stesse condizioni solo in acqua! Questo è evidentemente assurdo. Le resistenze allo scorrimento di un corpo in moto nell'olio sono molto maggiori rispetto al caso dello stesso corpo in acqua.
L'esempio che ho fatto della sfera nell'olio o nell'acqua è fuorviante hai pienamente ragione; non serve a spiegare ciò che intendevo.
Quello che voglio dire è che quando si parla di aerodinamica non si possono trascurare le forze viscose anche se parliamo di aria....per questo bisogna usare Navier-Stockes; altrimenti l'errore che si commette è troppo grande.
Bisogna partire dall'equazione di Navier Stockes e da lì fare le varie considerazioni...inoltre ci sono molti fenomeni da considerare che vanno ad influenzare moltissimo il risultato finale....altrimenti i numeri tirati fuori non sono nemmeno indicativi della reale entità del fenomeno. Personalmente non mi cimento nemmeno nel calcolo perchè manco delle competenze necessarie e rischierei di tirare fuori risultati privi di significato.

ma qui non stiamo parlando di formula uno....stiamo parlando di 60km/h.... e di piccolissime superfici a contatto con l'aria...poi in ogni caso non si modifica la superficie dell'auto, si fa solo un buco nella carrozzeria.... so per certo che i "paracadute" si possono fare senza considerare determinati comportamenti viscosi dell'aria (esperimento visto di persona)

non ci penserei neanche a scomodare stokes per fare un "conto della serva".... non si sta progettando un missile spaziale....si sta vedendo quanto potrebbe incidere all'incirca fare un buco nella carrozza...

[minelli]

Originalmente inviato da Bestia

ma qui non stiamo parlando di formula uno....stiamo parlando di 60km/h.... e di piccolissime superfici a contatto con l'aria...poi in ogni caso non si modifica la superficie dell'auto, si fa solo un buco nella carrozzeria.... so per certo che i "paracadute" si possono fare senza considerare determinati comportamenti viscosi dell'aria (esperimento visto di persona)

non ci penserei neanche a scomodare stokes per fare un "conto della serva".... non si sta progettando un missile spaziale....si sta vedendo quanto potrebbe incidere all'incirca fare un buco nella carrozza...

Si si alla fine stiamo sostenendo la stessa cosa infatti dicevo che non vale la pena sporcarsi le mani con dei conti per un problema come questo anche perchè non sò quanto quel conto che hai fatto sia "affidabile" (visto che applicato al caso acqua-olio porta ad un assurdo). Secondo me non è impostato concettualmente in modo molto corretto...la fluidodinamica è insidiosa!

Il mio consiglio alla fine era di non forare proprio a meno che non faccia dei fori localizzati e "bassi"...la soluzione migliore rimane comunque la ventola.

PARENTESI: L'effetto PARACADUTE è una delle applicazioni classiche usate per illustrare gli effetti dell'attrito viscoso o resistenza passiva.
Se consideriamo un corpo di massa m che cade nell'aria questo sarà soggetto sostanzialmente a due forze:
la forza peso = mg
la forza di attrito= -bV
dove b tiene conto della geometria del corpo e del mezzo in cui il corpo si trova immerso
mentre V è la velocità del corpo in esame

Andando a mettere insieme le due cose:
Ftot agente sul corpo = mdV/dt = mg - bV

saltando i passaggi relativi all'integrazione riporto il risultato finale:

V(t)=mg/b + (Vo - mg/b) e^(-b/m)t

Tale relazione dice come varia la velocità del corpo in funzione del tempo. Mano a mano che il tempo (t) trascorre si ha che la forza di attrito cresce fino a quando eguaglia la forza peso. L'accelerazione del corpo in tal caso è zero. Ovviamente questa è una situazione limite a cui si arriva per t che tende ad infinito (t molto grande). In tal caso la velocità limite risulta:

Vlim=mg/b

Tra l'altro questo EFFETTO PARACADUTE è ciò che evita "la nostra morte" quando piove. Una goccia d'acqua pesa infatti...facciamo 1g!?
Se consideriamo che cade da un'altezza pari ad esempio ad 1Km, in assenza di attrito cioè di aria, la sua velocità finale sarà di:

V=(2gh)^(1/2)

circa 140m/s (circa 500Km/h)....assurdo no!?
La velocità finale è molto minore per il sopra citato effetto paracadute!

Spero di essermi ricordato tutto in modo corretto.....

[minelli]

Originalmente inviato da minelli

Si si alla fine stiamo sostenendo la stessa cosa infatti dicevo che non vale la pena sporcarsi le mani con dei conti per un problema come questo anche perchè non sò quanto quel conto che hai fatto sia "affidabile" (visto che applicato al caso acqua-olio porta ad un assurdo). Secondo me non è impostato concettualmente in modo molto corretto...la fluidodinamica è insidiosa!

Il mio consiglio alla fine era di non forare proprio a meno che non faccia dei fori localizzati e "bassi"...la soluzione migliore rimane comunque la ventola.

PARENTESI: L'effetto PARACADUTE è una delle applicazioni classiche usate per illustrare gli effetti dell'attrito viscoso o resistenza passiva.
Se consideriamo un corpo di massa m che cade nell'aria questo sarà soggetto sostanzialmente a due forze:
la forza peso = mg
la forza di attrito= -bV
dove b tiene conto della geometria del corpo e del mezzo in cui il corpo si trova immerso
mentre V è la velocità del corpo in esame

Andando a mettere insieme le due cose:
Ftot agente sul corpo = mdV/dt = mg - bV

saltando i passaggi relativi all'integrazione riporto il risultato finale:

V(t)=mg/b + (Vo - mg/b) e^(-b/m)t

Tale relazione dice come varia la velocità del corpo in funzione del tempo. Mano a mano che il tempo (t) trascorre si ha che la forza di attrito cresce fino a quando eguaglia la forza peso. L'accelerazione del corpo in tal caso è zero. Ovviamente questa è una situazione limite a cui si arriva per t che tende ad infinito (t molto grande). In tal caso la velocità limite risulta:

Vlim=mg/b

Tra l'altro questo EFFETTO PARACADUTE è ciò che evita "la nostra morte" quando piove. Una goccia d'acqua pesa infatti...facciamo 1g!?
Se consideriamo che cade da un'altezza pari ad esempio ad 1Km, in assenza di attrito cioè di aria, la sua velocità finale sarà di:

V=(2gh)^(1/2)

circa 140m/s (circa 500Km/h)....assurdo no!?
La velocità finale è molto minore per il sopra citato effetto paracadute!

Spero di essermi ricordato tutto in modo corretto.....

Aggiungo solo un'altra cosa:
ho riletto meglio il conto che hai fatto e mi sono accorto che fai un discorso di portata volumetrica e portata massica di aria! Per cui il valore che tiri fuori alla fine è la portata massica (di aria che entra nella carrozzeria in un secondo in quelle condizioni) e non una forza! Questo è l'errore concettuale a cui mi riferivo. Poi ovviamente da quel valore dipende anche la forza esercitata sul veicolo ma quel valore è semplicemente la portata massica e non la forza...da lì poi si possono calcolare le spinte interne alla carrozzeria in base alla sua geometria; credo un pò come facevo in meccanica dei fluidi nei raccordi delle condotte...in tal caso c'è tutta un'equazione da integrare per farlo.

[Xcloud]

Ma a me bastava un "si"/"no"!!

Scherzo, è sorprendente vedere quanto siete preparati!

[Bestia]

Originalmente inviato da minelli

Aggiungo solo un'altra cosa:
ho riletto meglio il conto che hai fatto e mi sono accorto che fai un discorso di portata volumetrica e portata massica di aria! Per cui il valore che tiri fuori alla fine è la portata massica (di aria che entra nella carrozzeria in un secondo in quelle condizioni) e non una forza! Questo è l'errore concettuale a cui mi riferivo. Poi ovviamente da quel valore dipende anche la forza esercitata sul veicolo ma quel valore è semplicemente la portata massica e non la forza...da lì poi si possono calcolare le spinte interne alla carrozzeria in base alla sua geometria; credo un pò come facevo in meccanica dei fluidi nei raccordi delle condotte...in tal caso c'è tutta un'equazione da integrare per farlo.

si....ma il discorso è fatto "un tanto al chilo" .....non mi interessa andare a calcolare cose inutili, è giusto per avere un'idea di massima....

scusa se lo ripeto ma secondo me l'effetto paracadute non centra nulla con la viscosità, bensì è in relazione con la massa dell'aria "spostata"....! se il paracadute lo fai come un gigante disco piatto.... funziona lo stesso....e li di viscosità da prendere in considerazione non ce n'è praticamente nessuna, devi solo prendere in considerazione il "cilibdro d'aria" spostato e il peso del paracadure (con eventuale paracadutista)...metti a sistema e arrivi all'equilibrcio con la velocità di discesa relazionata al diametro del "paracadute".... ! se vuoi puoi usare la legge di stokes per calcolare la velocità di caduta di una goccia d'acqua... ma nel nostro caso mi sembra abbastanza inutile.... poi ognuno prende la strada che crede...

[Bestia]

Originalmente inviato da minelli

Tra l'altro questo EFFETTO PARACADUTE è ciò che evita "la nostra morte" quando piove. Una goccia d'acqua pesa infatti...facciamo 1g!?
Se consideriamo che cade da un'altezza pari ad esempio ad 1Km, in assenza di attrito cioè di aria, la sua velocità finale sarà di:

V=(2gh)^(1/2)

circa 140m/s (circa 500Km/h)....assurdo no!?
La velocità finale è molto minore per il sopra citato effetto paracadute!

Spero di essermi ricordato tutto in modo corretto.....

ah giusto per essere pignoli... una goccia d'acqua pesa molto ma molto meno di un grammo....(è dura fare un centimetro cubo con una goccia)

[minelli]

Originalmente inviato da Bestia

si....ma il discorso è fatto "un tanto al chilo" .....non mi interessa andare a calcolare cose inutili, è giusto per avere un'idea di massima....

scusa se lo ripeto ma secondo me l'effetto paracadute non centra nulla con la viscosità, bensì è in relazione con la massa dell'aria "spostata"....! se il paracadute lo fai come un gigante disco piatto.... funziona lo stesso....e li di viscosità da prendere in considerazione non ce n'è praticamente nessuna, devi solo prendere in considerazione il "cilibdro d'aria" spostato e il peso del paracadure (con eventuale paracadutista)...metti a sistema e arrivi all'equilibrcio con la velocità di discesa relazionata al diametro del "paracadute".... ! se vuoi puoi usare la legge di stokes per calcolare la velocità di caduta di una goccia d'acqua... ma nel nostro caso mi sembra abbastanza inutile.... poi ognuno prende la strada che crede...

Anche nel caso del paracadute schematizzato come una disco piatto ritorna la formula:

F di attrito = -bV

dove b tiene conto della viscosità dell'aria e della geometria del disco che nel caso di un paracadute è fondamentale! La forza di attrito torna sempre, è inevitabile altrimenti è come se ragionassimo nel vuoto.

Ovviamente non voglio applicare Stockes ad una goccia d'acqua; il discorso della goccia era relativamente all'effetto paracadute che alla fine con il nostro problema non centra poi molto...

La mia precisazione era più sul calcolo che tu hai fatto. Infatti alla fine tu trovi la portata massica di aria che entra, al secondo, dal vetro asportato e non la forza agente sulla parte posteriore interna della carrozzeria dovuta alla suddetta portata di aria...in pratica trovi la causa della forza e cioè la portata massica di aria che entra ma non la forza stessa.
Per vedere l'effetto di tale portata inevitabilmente bisogna applicare l'equazione cardinale del moto:

G + Pgreca + I + M = 0

Questa è la forma ridotta ovvero considerando l'aria come un fluido ideale inviscido. Se consideriamo la forma completa allora arriviamo all'equazione di Navier Stockes in forma globale che ha in più il termine che tiene conto della viscosità. Comunque rimaniamo nel caso di fluido ideale.

La Pgreca rappresenta proprio le spinte sulla superficie interna della carrozzeria e cioè l'obbiettivo del nostro calcolo. Questo è il termine da calcolare.

La G rappresenta la risultante delle forze di massa agenti sul fluido.

La I rappresenta la risultante delle forze di inerzia locali.

La M invece esprime il flusso della quantità di moto.

Ognuno di questi termini va calcolato con le giuste approssimazioni.
Fare questo conto per una "semplice condotta curva in cui scorre acqua" nelle condizioni di moto stazionario, forze di massa pari alla sola forza peso e densità del fluido costante risulta piuttosto semplice dato che molti termini si semplificano o possono essere facilmente determinati...e quindi si arriva facilmente ad ottenere le spinte sul raccordo curvo della condotta (abbiamo fatto diversi esercizi di questo tipo e con varie geometrie delle condotte: gomiti, restringimenti....).

Ripetere il conto nel nostro caso è difficilissimo! La geometria interna è mostruosamente complicata, il moto non è assolutamente stazionario, il fluido è comprimibile...insomma l'intera fluidodinamica del problema è un vero delirio!
Però questo è l'unico conto che porta ad un risultato; il discorso che facevi tu porta a calcolare solo quanta aria entra e non che forza esercita!

A me sembra di ricordare un discorso di questo tipo. Ovviamente potrei anche essermi sbagliato per cui sono sempre aperto a confronti e discussioni (vedi ad esempio il discorso sui mosfet che ho fatto in un altro topic)

Detto tutto sto popò di schifo rimane il fatto che senza farsi troppi problemi è meglio non tagliare la carrozzeria e usare una ventola oppure per quanto concerne la mia esperienza fare dei fori localizzati con una eventuale via di fuga dell'aria...tanto appunto non siamo in F1.

[Bestia]

si ma....quello che non hai capito della mia approssimazione....è che la forza contraria data dall'aria AL PIU' è data dall'aria che viene spostata dalla macchina che si muove.... non mi interessa la geometria interna della macchina, tanta aria entra, tanta forza contraria c'è....

[Gaspa]

siete senza speranze

[ale85]

Sembra l'esame di idraulica...