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Principio di Bernoulli

1738
  • Daniel Bernoulli
Aircraft wing demonstrating Bernoulli's principle in fluid mechanics for lift generation.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Il principio di Bernoulli afferma che per un flusso non viscoso, un aumento della velocità di un fluido si verifica simultaneamente a una diminuzione della velocità di un fluido. pressione o una diminuzione della sua energia potenziale. È una dichiarazione del conservazione dell'energia per un fluido in movimento, comunemente espresso come [latex]p + frac{1}{2}rho v^2 + rho gh = text{costante}[/latex] lungo una linea di corrente.

Il principio di Bernoulli deriva dal principio di conservazione dell'energia applicato a un fluido ideale in movimento. I tre termini dell'equazione rappresentano diverse forme di energia per unità di volume. Il termine p è la pressione statica, che rappresenta l'energia interna del fluido. Il termine ρv² è la pressione dinamica, che è l'energia cinetica del fluido in movimento. Il termine finale, ρgh, è la pressione dinamica. pressione idrostatica, che rappresenta l'energia potenziale del fluido dovuta alla sua elevazione [latex]h[/latex] in un campo gravitazionale [latex]g[/latex]. Il principio afferma che la somma di questi tre termini rimane costante lungo una singola linea di flusso.

È fondamentale comprendere le ipotesi in base alle quali è valido il principio di Bernoulli: il flusso deve essere stazionario (la velocità in un punto non cambia nel tempo), incomprimibile (la densità è costante) e non viscoso (non ci sono forze di attrito da viscositàQuesti sono limiti significativi, il che significa che il principio è un'idealizzazione. Nelle applicazioni reali, gli effetti viscosi possono causare perdite di energia che non sono considerate nell'equazione di base.

Sebbene venga spesso utilizzato per fornire una spiegazione semplificata della portanza aerodinamica – dove l'aria che viaggia più velocemente sulla superficie superiore curva di un'ala crea una pressione inferiore rispetto alla superficie inferiore più piatta – questo è un quadro incompleto. Una spiegazione completa della portanza richiede anche di considerare la terza legge di Newton e la deflessione dell'aria verso il basso (downwash). Ciononostante, il principio di Bernoulli fornisce uno strumento potente e intuitivo per un'analisi di primo ordine di molti fenomeni di fluidodinamica, dalla misurazione delle portate con un misuratore Venturi alla comprensione del funzionamento di un atomizzatore di profumo.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Meccanica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • leggi del moto di Isaac Newton
  • Il lavoro di Leonhard Euler sulla fluidodinamica
  • early concepts of conservazione dell'energia
  • studi sulla pressione di evangelista torricelli e blaise pascal

Applicazioni

  • generazione di portanza delle ali degli aerei (come fattore contribuente)
  • carburatori nei motori
  • misuratori di venturi per la misurazione del flusso
  • atomizzatori e pistole a spruzzo
  • tubi di Pitot per misurare la velocità dell'aria

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • facciate edilizie autoregolanti che riducono al minimo il carico del vento durante le tempeste
  • high-efficiency irrigation systems that use venturi effects for fertilizer injection
  • sistemi di circolazione passiva dell'aria per grandi habitat nello spazio o nel sottosuolo
  • nuovi tipi di strumenti musicali basati su getti d'aria controllati
  • bladeless energy harvesting devices from low-speed water currents
  • micropompe per dispositivi lab-on-a-chip senza parti mobili
  • sistemi avanzati di soppressione degli incendi che utilizzano atomizzatori a nebbia ad alta velocità
  • asciugamani ad alta velocità e silenziosi che utilizzano principi di differenza di pressione
Argomenti correlati: principio di Bernoulli, fluidodinamica, conservazione dell'energia, pressione, velocità, flusso non viscoso, linea di flusso, aerodinamica.

Contesto storico

Principio di Bernoulli

1672
1687
1687
1738
1750
1757
1788
1650
1678
1687
1687
1738
1750
1785
1788

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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