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Titolo: Faticare stando fermi e spingendo o tenendo sollevato.

Perchè si fatica spingendo una parete o tenendo sollevato un'oggetto mentre 
si sta fermi? E' giusta quest'affermazione da Walker, "Fondamenti di 
fisica", pg. 192, Zanichelli ed. :"E' chiaro che il lavoro ... è zero se lo 
spostamento ... è zero, e ciò è vero indipendentemente da quanto possa 
essere grande la forza. Per esempio, se spingiamo contro una parete, non 
facciamo alcun lavoro anche se possiamo stancarci per lo sforzo. 
Analogamente, se stiamo in piedi tenendo sollevat una valigia di 20 kg, non 
effettuiamo alcun lavoro sulla valigia. Il fatto che ci stanchiamo quando 
spingiamo contro una parete o quando manteniamo sollevato un oggetto pesante 
è dovuto alle continue contrazioni ed espansioni delle cellule dei nostri 
muscoli. Perciò, anche quando stiamo "fermi", i nostri muscoli effettuano un 
lavoro meccanico a livello microscopico"? 

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Esatto.
Sembriamo fermi solo apparentemente poiche' continuiamo
ad esercitare microscillazioni della forza.
Sono tali microoscillazioni integrate sull'asse del tempo
a produrre stanchezza.

Il 17/08/2011 6.02, Eolo ha scritto:
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Quindi un elicottero fermo a mezz'aria non compie nessun lavoro?

 Quindi un elicottero fermo a mezz'aria non compie nessun lavoro?
No, ma consuma un mare di carburante, piu` di quanto ne consumerebbe se 
volasse a velocita` di crociera.
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 se volasse a velocita` di crociera.
A mio parere si eviterebbero equivoci se non si usasse mai
l'espressione "il corpo A compie lavoro ...".
Si dovrebbe invece dire "il corpo A applica la seguente forza (piu'
forze) sul corpo B" (e di conseguenza B applichera' una forza opposta
sul corpo A).
E poi si dovrebbe pensare solo al lavoro compiuto da queste forze, che
sara' nullo o no secondo la consueta definizione di lavoro.
E' palese che l'elicottero cede energia all'aria, visto che la mette
in moto, e che questo scambio di energia avviene tramite lavoro
meccanico.
Come stanno dunque le cose?
Facile: l'elicottero e' fermo, ma le pale del rotore no; le forze
dalle pale all'aria possono benissimo fare lavoro.
A Franco vorrei chiedere (perche' proprio non lo sapevo): come mai
l'elicottero fermo consuma di piu'?
 
-- 
Elio Fabri
Non c'e' problema? Ma come parli, Guerrieri? Ma sei impazzito? Dopo
"non c'e' problema" ti rimangomo tre passaggi: "un attimino",
"quant'altro" e "piuttosto che" nell'immonda accezione disgiuntiva. A
quel punto sei maturo per andare all'inferno, nel girone degli
assassini della lingua italiana.

 l'elicottero fermo consuma di piu'?
Perche' parte dell'aria accelerata verso il basso forma un vortice e 
rientra nel rotore da sopra: immagina il vortice a forma di toro 
piantato intorno al bordo del disco del rotore. Parte delle pale si 
trovano a lavorare in aria "sporca" turbolenta e con un minore angolo di 
incidenza e producono meno portanza.
Quando l'elicottero si sposta in avanti questi vortici vengono lasciati 
indietro e il rotore lavora in aria piu` pulita, non turbolenta e la 
portanza cresce: si puo` allora ridurre il passo ciclico e la coppia 
assorbita e quindi la potenza diminuisce (il rotore lavora a velocita` 
angolare fissa). La variazione di potenza richiesta puo` essere 
dell'ordine del 15%-20%.
L'effetto e` evidente durante il decollo traslato: ci si stacca ad 
elevata potenza e si accelera lungo la pista a un metro di quota o anche 
meno. Quando si raggiungono circa 20 nodi, l'elicottero comincia a 
salire da solo senza dover agire sui comandi.
In volo traslato e` possibile raggiungere quote maggiori di quelle che 
si riescono a mantenere in hovering. Se si prova ad entrare in hovering 
a una quota maggiore di quella che si puo` raggiungere in volo traslato 
si rischia di precipitare, perche' l'elicottero scende verticalmente 
abbastanza velocemente, ed entra nell'aria perturbata che ha prodotto: 
il rotore non riesce a fornire abbastanza portanza anche se si e` a 
potenza massima e si rischia di arrivare fino al suolo senza recuperare, 
pur con il motore al massimo.


 pur con il motore al massimo.
Aggiungo che si chiama Vortex Ring State:
http://en.wikipedia.org/wiki/Vortex_ring#Vortex_ring_effect_in_helicopters
me ne ricordo perché è stato la probabile causa di un incidente a Vergiate 
durante delle prove di collaudo che includevano delle discese veloci in 
hovering o quasi.
C'è un rapporto dell'ANSV in proposito.
Ciao,
-- 
  Daniele Orlandi					つづく


CUT ALL
veramente una bella spiegazione !
danke
Soviet_Mario

 arrivo a capirlo eh ...
Questa è una domanda interessante e non penso che abbia una risposta 
semplice per profili arbitrari, probabilmente solo una simulazione numerica 
è in grado di darti una risposta.
E in ogni caso va verificata nel tunnel del vento :)
Per profili semplici, comunque, ad occhio si può intuire se tendono a 
deviare l'aria verso il basso o verso l'alto ad un determinato angolo di 
incidenza.
Ah, in ogni caso la portanza della fusoliera non c'entra nulla con la 
questione dell'elicottero.


 si sta fermi?
Ci ho pensato un pï¿œ, e mi chiedevo se questa spiegazione fosse valida:
E' vero che nello spazio quell'oggetto non si muove, ma se osserviamo un 
diagramma spazio-tempo, vediamo che quell'oggetto dal punto t0 al punto 
t1 si ï¿œ mosso di una certa lunghezza t1-t0.
Integrando il prodotto tra forza F e dL, tra i punti t0,x,y,z e t1,x,y,z 
si vede che il lavoro L ï¿œ maggiore di zero (il che spiega la fatica) 
anche se non c'ï¿œ stato nessun movimento in nessuna delle tre coordinate 
spaziali x y z. Il lavoro ï¿œ nullo solo se non si applica alcuna forza.
Dove sbaglio nel mio ragionamento?
-- 
In principio i numeri erano 5, le dita di una mano : 1,2,3,4,5.
E  videro che il 4 era 2 10 (20dita).
Quindi lo tolsero dalla mano : 1,2,3,5.
E cosi inventarono la sequenza primaria di Fibonacci.

 certa portanza a velocità sufficienti ?
Non un elicottero, anche perche' di fusoliera ne ha decisamente poca. 
Alcuni caccia hanno una portanza significativa dalla fusoliera, si sta 
pensando anche ad aerei civili di tipo fusoliera portante, BWB, 
http://en.wikipedia.org/wiki/Blended_wing_body
 , ma ci vorranno ancora 
un 15-20 anni.
Gli elicotteri poi volano lenti, perche' altrimenti la pala che avanza 
avrebbe la sua velocita` sommata alla velocita` di traslazione e 
diventerebbe transonica perdendo efficienza.
Al resto della domanda ha gia` ottimamente risposto Daniele, non saprei 
che altro aggiungere.
Anche la semplice lastra piana non e` facile da analizzare. Il primo che 
ci provo` (mi viene il nome di Newton, ma e` quasi sicuramente 
sbagliato) trovo` una portanza che era solo meta` di quella misurata, a 
causa del modello dell'aria non corretto.
Attualmente il metodo di calcolo delle portanze piu` comune fra gli 
addetti ai lavori e` quello della circolazione intorno all'ala.


 Dove sbaglio nel mio ragionamento?
Tu sei ovviamente padrone di definire il lavoro in modo diverso da
quello tradizionale, a patto di:
a) chiarire *con precisione* la tua definizione
b) *dimostrare* che ne segue qualcosa d'interessante.
Direi che la tua "definizione" non soddisfa ne' l'uno ne' l'altro
requisito.
In particolare, come calcoli il tuo "lavoro"?
La forza e' un vettore, con tre componenti spaziali.
Il tuo dL che cos'e'?
Che cos'e' "il prodotto tra forza F e dL"?
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 Che cos'e' "il prodotto tra forza F e dL"?
Ho sbagliato a digitare, ovviamente. Mi riferivo alla solita definizione 
di lavoro L=integrale da s0 a s1 di F*dS
Non era dL ma dS, dove quell' S è appunto "spazio" ed io mi chiedevo, da 
ignorante, se si potesse estendere questo segmento alla generica 
lunghezza tra due punti dello spazio tempo t0,x0,y0,z0 e t1,x1,y1,z1 
anche quando x,y,z sono uguali. diciamo che il quadrato di questo 
segmento misura -(t1-t0)^2+(x1-x0)^2+(y1-y0)^2+(z1-z0)^2
Nessuna certezza da parte mia, anche perchè mi rendo conto che 
scomponendo il segmento P1(t1,x1,y1,z1)-P0(t0,x0,y0,z0) nelle sue 4 
componenti vettoriali ed eseguendo poi il prodotto, avrei poi una somma 
di F*(t1-t0)+F(x1-x0)...+F(z1-z0) e quindi una somma vettoriale (anche 
se i segni magari non sono quelli giusti) di una quantità di moto e di 3 
lavori che non mi sembra che si concilino molto bene, almeno 
dimensionalmente.
Il qualcosa di interessante che vorrei dimostrare è che applicare una 
forza a qualcosa che non si muove ma per un certo periodo di tempo, non 
produce lavoro ma consuma lo stesso qualcosa.
Non vorrei che questa mia domanda venisse considerata come una bestemmia 
detta in chiesa, e mi scuso se l'ho offesa in qualche modo.
-- 
Ma come facevano ad elavare 1dito ?
Semplice, 1dito era 2mani/10 dita , alias 1mano/5dita.