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Titolo: Problema spruzzatore

Io ho un problema da un po' di tempo, non nel senso che ho un problema,
ma nel senso che ho un problema... vabbe' :-)
il problema e' questo:
immaginate uno spruzzatore fatto a forma di S piantato per terra con un
paletto, l'acqua esce dalle due estremita'.
Sono sufficientemente convinto che lo spruzzatore giri in senso
antiorario.
Ora se si mette lo spruzzatore ad esempio sotto un lago e invece di farlo
spruzzare lo si fa aspirare, lo spruzzatore da che parte gira?
io ho una idea ma non sono del tutto sicuro... grazie per l'attenzione

 io ho una idea ma non sono del tutto sicuro... grazie per l'attenzione
Lo spruzzatore non gira ne' a destra ne' a sinistra ma compie piccole
rotazioni attorno alla posizione di equilibrio.
Flavio

 Flavio
Cavoli, allora pensavo male... C'e' anche una motivazione, oppure e' troppo
difficile per me? (fisica della 4a liceo)
io pensavo girasse dalla stessa parte perche', detto come un elefante in una
cristalleria, la "spinta" si scaricava allo stesso modo, ma non consideravo
ad
esempio la densita' dell'acqua ecc.
Anzi piuttosto della soluzione, quali sono i punti da analizzare per
risolvere il
problema?

 io ho una idea ma non sono del tutto sicuro... grazie per l'attenzione
E qual č la tua idea? Sentiamo... chissą perchč, ma ho il sospetto che sia
sbagliata...
Ciao,
Andrea  
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spruzzare lo si fa aspirare, lo spruzzatore da che parte gira?
Ho anch'io la mia idea, ma non ne sono sicuro.
Se per caso decidi di provare a verificarlo sperimentalmente,
ti auguro di non inondare il laboratorio come fece il
giovane Feynman...
Ciao
Paolo Russo

Anch'io ho un'idea,
ma non posso dire se la tua è giusta perchè non l'hai detta.
L'accrocchio girerà nell'altro senso visto da sopra, ma nel senso
contrario visto da sotto.
E se invece della "S" è una "Z" il moto s'inverte ancora. Se è una "L"
dipende se lo si guarda da destra o da sinistra. Se è una "N" dipende se
lo consideriano visto da sud o da nord.
Hovintoquaccheccosa?
Enz:o) 


 risolvere il problema?
Per prima cosa, come giustifichi la rotazione antioraria dello
spruzzatore in aria?
Posso dare due argomenti, ma forse sono entrambi un po' avanzati per la
meccanica liceale (il secondo un po' meno).
1. L'acqua che esce ha un momento angolare rispetto all'asse di
rotazione dello spruzzatore. Per conservazine, lo spruzz. deve
acquistare un mom. angolare in senso opposto.
Piu' esattamente, visto che a regime lo spruzzatore ruota a vel.
angolare costante, e quindi il suo mom. angolare non cambia, il mom.
angolare all'acqua viene fornito (attraverso la parte metallica dello
spruzzatore) dalle forze d'attrito sull'asse.
2. Guardiamo l'acqua che dal tubo arriva a un braccio dello spruzzatore.
Inizialmente la sua velocita' e' radiale, e cosi' la q. di moto. Poi
trova la curva della S, piega a destra, e la sua q. di moto (vettore)
cambia.
Per questo occorre una forza, diretta verso destra nel ramo superiore,
che puo' venire solo dalla parete dello spruzzatore. Per reazione
l'acqua applica allo spruzz. una forza verso sinistra, e questa lo fa
ruotare in senso antiorario.
E ora lo spruzzatore aspirato sott'acqua.
Considero un volumetto d'acqua lontano dallo spruzz., quindi ferma.
Viene aspirata dallo spruzz., si avvicina, acquista velocita', entra
nella S, arriva al centro e risale nel tubo.
Alla fine non e' ferma, ma il suo mom. angolare rispetto all'asse e'
nullo, come all'inizio.
Se non c'e' stata variazione di mom. angolare, non c'e' motivo che lo
spruzz. ruoti.
Confesso pero' che non mi sento del tutto sicuro...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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 non gira affatto: quartum non datur :)
Hai ragione Elio, mi sono espresso veramente male. Ti dico che il
problema non l'ho risolto, ho solo visto la soluzione e tra l'altro un
bel po' di tempo fa. Ma mi ricordo abbastanza bene questo particolare.
Chiaramente lo spruzzatore non gira ma, se non ricordo male, una
piccola perturbazione da luogo a quelle oscillazioni rotatorie che
avevo detto. Mi sembra veramente interessante e mi chiedo esattamente
come si possa risolvere. Si potrebbe studiare la forma dello
sruzzatore e studiare i triangoli di velocita' dell'acqua in ingresso
pero'la soluzione qualitativa (gira, non gira, gira a sinistra o
destra)deve essere indipendente dalla forma. pertanto affiderei la
soluzione a qualche principio piu' generale come quello di
conservazione del momento angolare come hai detto tu. Se ho un po' di
tempo mi ci metto e provo a farlo in diversi modi ma dubito di averlo
o magari di essere in grado di farlo.
Flavio

 Confesso pero' che non mi sento del tutto sicuro...
Aspetta.
Considera il volumetto nell'istante in cui entra da una delle due
imboccature dello spruzzatore. Da questo momento, si muove lungo il braccio
in direzione tangenziale rispetto al cerchio salvo poi svoltare di 90 gradi
per proseguire in direzione radiale fino al centro dell'aggeggio ed uscire
di scena. Quella svolta, esattamente come quella descritta da te nel caso
soffiante, versione 2, dovrebbe giustificare una rotazione opposta al caso
soffiante.
Quindi anche secondo me nel caso aspirante gira esattamente all'opposto del
caso soffiante.
Io la vedo anche in un altro modo, spero di riuscire a spiegarmi in modo non
troppo contorto.
Immaginiamo che anziché a forma di S lo spruzzatore sia a forma di H con due
tappi posti diagonalmente su due delle quattro uscite e imperniato al centro
della linea centrale. Meccanicamente (e fisicamente) dovrebbe essere del
tutto equivalente al dispositivo "S". Chiamerň "braccio" ciascuno dei due
tubicini paralleli semi-tappati.
Esaminiamo cosa capita in uno qualsiasi dei due bracci, quando si soffia.
Ognuno dei due bracci ha un lato tappato e uno no, quindi siamo nel caso
classico di una propulsione a reazione: la forza della pressione che tenta
di espellere il tappo non č controbilanciata all'altro capo.
Invertendo il flusso si dovrebbe essere in un caso simmetrico dove l'interno
del tubo č in depressione rispetto all'esterno e quindi sul tappo compare
una forza dall'esterno verso l'interno (come se volesse tappare di piů, per
tentare di spiegarsi), anche qui non controbilanciata all'altro capo.
Inoltre, trascurando gli attriti, quello descritto non č un sistema
conservativo? Se cosě fosse, non c'č simmetria temporale?
Ok, Elio. Mi sono messo l'elmetto. Prendi pure la clava... ;-)
Ciao!
 
--
Roberto Rosoni
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There are always alternatives. - Spock, stardate 2822.3.