Il paradosso idrodinamico

Nuovo video, sempre corto e sempre in inglese, che fa parte di una serie che si chiama “Short Science,” video più corti di un minuto che cercano di spiegare semplicemente dei fenomeni curiosi che accadono.

In questo caso parliamo del paradosso idrodinamico, il fenomeno per cui, quando la velocità di un fluido aumenta, come accade per esempio se passa da un tubo con una sezione larga a uno con una sezione più stretta, la sua pressione diminuisce.

A cosa è dovuto questo fenomeno all’apparenza controintuitivo? Si spiega attraverso due equazioni:

  • l’equazione di continuità, che dice che il prodotto della velocità del fluido per la sezione del tubo è costante, in formula
  • e l’equazione di Bernoulli che si può scrivere così

In tutto il tubo (assumendo il fluido incomprimibile e non viscoso, ma lasciamo perdere queste sottigliezze da fisici).

Con
v = velocità del fluido
s = sezione del tubo
rho = densità
g = accelerazione di gravità.

A guardare bene, queste equazioni che, come tutte le equazioni, mettono un certo timore, non sono altro che espressione di due leggi di conservazione.

La prima infatti rappresenta la conservazione della massa perché dice che la quantità di fluido che passa in ogni sezione del tubo no può variare;

la seconda invece è la conservazione della (densità di) energia, infatti il primo termine rappresenta il lavoro della pressione, il secondo l’energia cinetica e il terzo quella potenziale gravitazionale. Ed è ovvio che in assenza di attrito (cioè di viscosità) la somma di queste tre energie deve essere costante.

Questo paradosso genera effetti importanti nella vita di tutti i giorni, come il fatto che un vento forte possa scoperchiare i tetti di una casa, gli aerei volino, gli aerografi possano funzionare e tante altre cose, ma causa anche fenomeni curiosi come quello che si vede nel video, in cui soffiando in una cannuccia l’effetto che si ottiene è quello di aspirazione.

Non ci credete? Ho fatto il video apposta!

Voti dell’esperimento (da 1 a 5)

Difficoltà:
Costo:
Rischio che qualcosa non funzioni:
Rischio di sporcare o bagnare qualcosa:

Lista della spesa

  • Cannuccia
  • cartone
  • foglio di carta
  • tanto fiato

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