1. Conservazione dell'energia:
* Energia cinetica: L'aria in rapido movimento ha un'energia cinetica elevata (energia del movimento).
* Energia potenziale: L'aria a una pressione più elevata ha un'energia potenziale più elevata.
2. Principio di Bernoulli:
* Questo principio afferma che in un flusso costante di un fluido, un aumento della velocità del fluido si verifica contemporaneamente con una diminuzione della pressione o una diminuzione dell'energia potenziale del fluido.
La relazione:
* Quando il vento accelera, la sua energia cinetica aumenta.
* Per mantenere un equilibrio di energia, questo aumento dell'energia cinetica deve essere compensato da una diminuzione dell'energia potenziale.
* L'unico modo per la diminuzione dell'energia potenziale è che la pressione dell'aria scenda.
Esempi e applicazioni:
* Ali aeroplani: L'aria che scorre sulla superficie superiore curva di un'ala si muove più velocemente dell'aria che scorre sotto la superficie inferiore piatta. Questo crea una zona di pressione più bassa sopra l'ala, generando sollevamento.
* Venturi Meter: Questo dispositivo misura la portata di un fluido creando una costrizione nel percorso di flusso. Il flusso più veloce attraverso la costrizione provoca una pressione inferiore, che viene misurata per determinare la portata.
* Uragani: I venti ad alta velocità negli uragani creano un'area a bassa pressione al centro, attirando più aria e rafforzando la tempesta.
Come dimostrare:
* Tieni un pezzo di carta davanti alla bocca e soffiaci. La carta sale perché la pressione dell'aria sopra di essa diminuisce.
* Usa un asciugacapelli. Soffia l'aria direttamente su una palla da ping pong e la vedrai levitare a causa della ridotta pressione sopra di essa.
In sintesi:
La connessione tra vento ad alta velocità e ridotta pressione dell'aria è un principio fondamentale della fluidodinamica. È il risultato della conservazione dell'energia e del principio di Bernoulli, che spiega come l'energia del movimento sia bilanciata con i cambiamenti nell'energia potenziale. Questa relazione ha numerose applicazioni del mondo reale, dal volo in aereo ai modelli meteorologici.
