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Titolo: Chiarimenti di idrodinamica applicata

Sono un ingegnere civile che avrebbe bisogno di qualche piccolo chiarimento
da parte di un collega che conosca il moto dei corpi nell'acqua (in pratica
imbarcazioni).
Incomincio a dire quello che conosco e quello che potrei dudurre, però non
riesco a dare valori anche molto approsimativi alle grandezze in gioco.
Per il principio di Archimede un corpo fermo nell'acqua riceve un peso dal
basso verso l'alto (vettore verticale) pari al peso del volume di acqua
spostata: se il corpo galleggia vuol dire che tale spinta è maggiore o
uguale a quella del corpo in acqua. Perciò ritengo che normalmente una
piccola imbarcazione con peso a pieno carico di 250/300 kg (peso proprio +
persone ecc..) debba per lo meno spostare almeno 1000/1500 litri
(equivalenza 1litro=1kg) pe avere una discreta galleggiabilità (però vorrei
avere una piccola conferma). E fino a qui non dovrei aver sbagliato di
tanto.
Il problema si complica quando si incomincia a pensare all'imbarcazione in
movimento. Infatti lo spostamento della barca verso una direzione comporta
una reazione di verso contrario che dipende dall'attrito e dall'avanzamento
idrodinamico dello scafo nell'acqua; inoltre a rigor di logica il volume di
acqua spostato è maggiore quindi la forza agente sullo scafo, in posizione
diversa da quella di barca ferma, è più alta dei precedenti 1000/1500 kg e
per lo più con vettore non verticale. Mi pare inoltre di ricordare che
l'imbarcazione si può muovere nell'acqua secondo un regime dislocante e
secondo un regime planante. Il primo si presenta quando la velocità della
barca è tale che l'onda di moto è contenuta nella lunghezza
dell'imbarcazione;  superata una certa velocità critica la barca plana.
Il mio problema consiste nel cercare di capire nel caso di scafo in planata
e conoscendo il volume di acqua spostato a barca ferma quale possa essere, a
grandi spanne, la spinta sullo scafo.
Infatti ho appena acquistato una piccola deriva (imbarcazione a vela) di
3.50 m che presenta l'inconveniente di deformarsi nella zona poppiera dello
scafo dopo un'ora di utilizzo in mare con vento sostenuto e quindi a barca
planante (ho alcune foto che posso postare se è il caso). Il materiale di
costruzione è plastica termoformata che non ha, a mio parere, un modulo
elastico molto elevato, a differenza dei materiali laminati quali, ad
esempio, la vetroresina.
Secondo me il progetto dell'imbarcazione non ha tenuto conto che durante la
fase di planata il carico complessivo totale sullo scafo è elevato e che per
lo più agisce su una superficie di scafo minore di quella calcolabile a
scafo dislocante.
Sarei molto grato se qualche amico ferrato in materia possa illuminarmi
riguardo alle mie supposizioni dandomi anche dei numeri di larga massima.
Per luna eventuale risposta senz apassae dal newsgroup il mio e-mail è il
seguente:
pa...@iol.it
Paolo Recalcati
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tanto.
Scusa...ma se la barca pesa 300Kg e la spinta data da 1000litri e
1000Kg la risultante sarebbe una spinta verso l'alto di
700Kg=>accelerazione e non equilibro...La barca galleggia quando
riesce a spostare un volume di liquido il cui peso è uguale al peso
della barca. Una barca di 300Kg per galleggiare deve spostare 300Litri
d'acqua...se la barca è costruita in modo tale che il volume di carena
riesca a raggiungere i 300dm^3 prima che la barca affondi,
beh...galleggia...Se poi la barca è in materiale galleggiante non
affonda neppure con il buco (ad esempio gli optimist galleggiano anche
se sono pieni d'acqua) 8-)
Ciao e 73-51 de Tartaruga .
.oO-=> TARTARUGA (* Gabriele *) <=-Oo.
     E-Mail: 
ru...@ita.flashnet.it
http://www.geocities.com/SiliconValley/Peaks/4731/
"Chi dorme non piglia pesci, ma chi non dorme, alla fin fine...muore..." (C) Tartaruga 1999 ;-)

Ciao e 73-51 de Tartaruga .
Se per galleggiabilità si intende navigare a pelo d'acqua è corretto dire
che un corpo immerso nell'acqua galleggia se sposta un volume d'acqua pari
al suo peso (é in equilibrio). Probabilmente una imbarcazione naviga con un
certo "franco" o margine di sicurezza o qualcosa del genere rispetto
all'acqua per cui la spinta verso l'alto dovrà essere maggiore di quella del
peso del solido. Il valore dipende dal grado di sicurezza che un progettista
vorrà dare alla sua imbarcazione; con un grado di sicurezza pari a 4 volte
una barca che pesa 300 kg dovrà spostare 1200 litri di acqua ma questo non è
possibile dirlo senza avere messo in acqua la barca, vedere di quanto
affonda: quindi è necessario fare molte sezioni trasversali dello scafo
integrando poi, sezione per sezione, il volume di acqua spostato (parlando
in modo scientifico) (Sommatoria delle superfici di sezione bagnata per
larghezze delle stesse).
Forse la stima del primo collega è corretta forse no; solamente un esperto
di progettazioni di imbarcazioni potrà essere più specifico in base ai
coefficenti di sicurezza che normalmente si applicano.
Da parte di Paolo, un collega strutturista.

Non sono un esperto d'idrodinamica, ma mi pare vada cosģ:
bisogna distinguere il galleggiamento
statico (cond. d'equilibrio statico) che trova risposta nel principio d'Archimede secondo cui
l'equilibrio, ovvero il galleggiamento, lo si raggiunge quando il volume d'acqua spostato
avrą un peso uguale a quello dell'imbarcazione nella sua interezza, dal galleggiamento
dinamico ovvero quando l'imbarcazione č in movimento; in questo caso
il numero delle forze in gioco aumenta, infatti il motore deve compier lavoro per spingere
l'imbarcazione avanti ; se rappresentiamo la forza propulsiva del motore
con un vettore esso avra componente verticale non nulla la quale sgraverą in parte Archimede di una
quota
parte pari al modulo della comp. vert. del vettore; se tale componente supera un certo valore la
barca plana, ovvero la componente verticale di spinta del motore solleva l'imbarcazione di una
cospicua percentuaale
rispetto alla linea di galleggiamentio statico, mentre la componente orizzontale della spinta
imprime un accelerazione essendo variata la resistenza dell'acqua che vi si oppone, variazione che
permane fino a
 che non si raggiunge l'equilibrio dinamico delle forze in gioco.
Ciao, BornToRun.

Da parte di Paolo, un collega strutturista.
Ciao e 73-51 de Tartaruga .
.oO-=> TARTARUGA (* Gabriele *) <=-Oo.


>
Gabriele hai ragione, chiedo scusa a tutti per la topica colossale che ho
preso!
Un corpo immerso nell'acqua raggiunge l'equilibrio quando sposta un volume
d'acqua di peso uguale al proprio (come dice anche BornToRun).
Questo succede quando si vuole parlare di cose che si conoscono poco, per
cui tolgo il disturbo da questa problematica e vi ringrazio per avermi fatto
notare lo sbaglio galattico. (Spero che non arrivi fino al Poli di Milano
altrimenti mi tolgono la laurea!)
Ciao, Paolo2

 altrimenti mi tolgono la laurea!)
La procedura per la revoca è già partita...
Tipfkam


Non sono ferrato, studio anche io ing. civile, però mi piacciono le barche a
vela ed i windsurf.
Spero di esserti stato utile.
Mi raccomando, divertiti con la barca tu che puoi!!!!!
e abbasso i motoscafi che puzzano e fanno casino.
Buon Vento.
Alessandro Picchi.
 P.S.
Se posso darti un consiglio molto amichevole, fai attenzione a non usare
delle formule tipo:
'' a mio parere, un modulo elastico molto elevato''.
''Un modulo elastico molto elevato'', è di per sè molto brutto, ma
accompagnato da '' a mio parere'' diventa orribile.
Sembra quasi che stai commentando un film, invece che un dato scentifico.
Comunque ho capito cosa volevi dire.

di onde e si riduce anche si molto la superficie bagnata ( attrito ).
L'attrito non dipende dall'area della superficie bagnata ma dal modulo
della Rn gravante sull'acqua che diminuisce grazie alla spinta verso l'alto
che l'imbarcazione riceve per via della
componente verticale del vettore "Resistenza all'avanzamento"; la diminuzione dell'area
della superficie bagnata non è la causa della diminuzione dell'attrito ma solo una conseguenza
del fatto che l'imbarcazione grava meno sull'acqua .
In fin dei conti sempre di attrito Coulombiano si tratta, o no?
Cordialmente, BomToRun.


Non credo, a dir la verità non so neanche quanto sia lecito chiamarlo
attrito.
Dipende molto dalla superficie bagnata e dalla velocità relativa tra
superfice e fluido.
Dipende in sostanza dai numeri di reinolds e froude a secondo se il moto è
laminare o turbolento.
Comunque non mi sento molto sicuro, APPROFONDIRO'.
Ciao.
Alessandro.