{"id":2731,"date":"2006-11-01T00:00:00","date_gmt":"2006-10-31T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"2731","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/2731\/","title":{"rendered":"Come fanno a volare gli aeroplanini di carta? È davvero un profilo alare quello che creiamo piegando la carta, al pari degli aerei veri, o sono altri i motivi che permettono loro di volare? Grazie."},"content":{"rendered":"

Gli aerei volano grazie a diversi effetti combinati.<\/font><\/p>\n

Uno \u00e8 il fenomeno per cui in un fluido che si muove senza variazioni importanti di altitudine la pressione \u00e8 minore dove \u00e8 maggiore la velocit\u00e0 del fluido e viceversa. <\/font>Le ali degli aerei hanno un profilo maggiormente tondeggiante nella parte superiore e piuttosto che in quella inferiore. Questo costringe l’aria sche scorre al di sopra dell’ala a muoversi ad una velocit\u00e0 maggiore rispetto all’aria che scorre al di sotto.<\/font><\/p>\n

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Questo provoca una differenza di pressione che, per velocit\u00e0 dell’ala (cio\u00e8 dell’aereo) abbastanza alte, provoca una spinta verso l’alto. Questo effetto si dimostra abbastanza facilmente usando l’equazione di Bernoulli<\/strong><\/em> che \u00e8 ricavata in condizioni di fluido ideale, cio\u00e8 privo di viscosit\u00e0 e incompressibile. L’aria non presenta perfettamente queste due caratteristiche ma non si discosta completamente dal comportamento ideale, per cui anche per l’aria esiste un effetto di questo tipo anche se con intensit\u00e0 inferiore che nel caso ideale.<\/font><\/p>\n

A questa spinta si aggiunge quella dovuta al terzo principio della dinamica. L’ala \u00e8 orientata in modo da urtare l’aria sottostante che viene spinta verso il basso e quindi questo provoca una spinta dell’ala verso l’alto. Inoltre il profilo superiore, per effetto dell’adesione dei fluidi alle superfici con cui vengono in contatto (effetto Coanda<\/em><\/strong>) orienta l’aria che passa al di sopra verso il basso. Questo, sempre per il terzo principio, crea una spinta verso l’alto dell’ala. Da notare che gli effetti del terzo principio della dinamica non sono gi\u00e0 contenuti nell’equazione di Bernoulli che, essendo una rielaborazione del teorema di conservazione dell’energia meccanica, \u00e8 parzialmente equivalente al secondo principio della dinamica, ma non ha alcun legame con il terzo.<\/font><\/p>\n

Quando si piega un foglio ad aeroplano si forma profilo alare che solo rozzamente presenta le stesse caratteristiche di un ala “vera”. Le zone del foglio piegate pi\u00f9 volte sono curvate verso l’alto, sia per motivi di tensione che di spessore e quindi in qualche modo\u00a0producono l’effetto dovuto all’equazione di Bernoulli<\/em><\/strong>, con gli stessi distinguo menzionati prima. L’effetto dovuto al terzo principio invece \u00e8 praticamente assente perch\u00e8 generalmente gli aeroplanini di carta non sono piegati in modo da spingere l’aria verso il basso o da curvarne il flusso (ci\u00f2 non toglie che si possa tentare di “progettare” un areoplanino di carta che presenti queste caratteristiche).<\/font><\/p>\n

Nonostante queste differenze gli effetti presenti permettono all’aeroplanino di carta di svolazzare, mantenendosi in “galleggiamento” nell’aria. Tuttavia l’attrito fa in poco tempo ridurre la velocit\u00e0 ad un valore tale che la differenza di pressione non \u00e8 sufficiente a sostenere l’aeroplanino che quindi perde quota e cade. Si pu\u00f2 migliorare la durata del volo piegando leggermente verso l’alto delle porzioni del bordo posteriore dell’aereo, in modo che, urtando l’aria, provochi per reazione una tendenza all’impennamento dell’aeroplanino e quindi un “volo” pi\u00f9 lungo. Tuttavia questo uso del terzo principio \u00e8 ben diverso da quello sfruttato dalle ali dei aerei veri.<\/font><\/p>\n

Puoi approfondire il funzionamento delle ali su questi due articoli:<\/font><\/p>\n

David Anderson and Scott Eberhardt “A Physical Description of Lift”<\/a><\/font><\/p>\n

G. Fera “Sulla Portanza delle Ali”<\/a><\/font><\/p>\n

si ringrazia S. Ganci per delle fondamentali osservazioni sull’equazione di Bernoulli<\/em><\/strong> e per la bibliografia e P. Polato per la collaborazione.<\/font><\/p>\n

Appendice<\/font><\/strong><\/p>\n

A seguito di alcuni commenti pervenuti sulla domanda pubblicata qui sopra aggiungo questa appendice per spiegare perch\u00e8 il fatto che gli arei possano compiere volo rovesciato non contraddice la spiegazione sul funzionamento delle ali data nel corpo della risposta, sia per quanto riguarda il comtributo alla portanza dovuto all\u2019equazione di Bernoulli che quello dovuto al terzo principio della dinamica.<\/font><\/p>\n

Quando un areo esegue un volo “dritto” possiamo tracciare una linea retta dalla coda alla punta dell\u2019aereo che \u00e8 parallela alla direzione del moto (cio\u00e8 del volo) dell\u2019aereo.<\/font><\/p>\n

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in figura la parte in rosso \u00e8 il profilo alare, in azzurro c\u2019\u00e8 la coda, la linea arancio \u00e8 la congiungente coda-punta e la linea verde \u00e8 la direzione del volo.
Quando un aereo esegue un volo rovesciato la sua posizione rispetto alla linea di avanzamento non \u00e8 semplicemente quella di prima ribaltata di 180\u00b0 ma l\u2019aereo vola leggermente inclinato verso l\u2019alto.<\/font><\/p>\n

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I colori della figura hanno lo stesso significato di quella precedente.<\/font><\/p>\n

Come si vede quindi, anche se l\u2019aereo vola capovolto il profilo alare non incontra l\u2019aria in maniera simmetrica rispetto al volo dritto, perch\u00e8 l\u2019ala non \u00e8 semplicemente in posizione speculare rispetto al voro dritto. L\u2019inclinazione che l\u2019areo deve avere per eseguire un volo rovesciato \u00e8 tale che l\u2019ala al rovescio incontri l\u2019aria in modo da provocare degli effetti simili (sia in termini della portanza di Bernoulli che di quella dovuta al terzo principio) a quelli del volo diritto. Infine nel volo rovesciato parte della spinta che sostiene l\u2019areo proviene anche dai reattori che nella posizione rovesciata spingono il getto di uscita parzialmente verso il basso.<\/font><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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