Di seguito una breve spiegazione del principio fisico alla base del galleggiamento dinamico di un corpo immerso in acqua. Per galleggiamento dinamico s'intende il galleggiamento dovuto alla spinta verso l'alto che si ottine dall'acqua mentre si nuota.
Un oggetto che possiede una certa forma e che viaggia con una certa velocità attraversando un fluido come l'aria o come l'acqua, è sottoposto a due forze. Una è rivolta verticalmente, prende il nume di "PORTANZA" (lift); l'altra è rivolta orizzontalmente e si chiama "RESISTENZA"(drag).
Profilo alare con indicate le direzioni della portanza P, della resistenza R e quindi della forza totale Fa, data dalla somma delle prime due
Se consideriamo l'esempio del profilo alare di un aereo, possiamo osservare che la forma del profilo alare (vedi immagine), genera una deviazione del flusso di aria che a sua volta comporta una maggiore pressione sotto l'ala rispetto a sopra. Questa differenza di pressione tra sotto e sopra si manifesta complessivamente come una forza che spinge l'ala verso l'alto, la portanza.
Questa forza è strettamente legata alla velocità dell'aereo e all'inclinazione dell'ala:
- più è grande la velocità e maggiore sarà la portanza; ecco perchè gli aerei hanno bisogno di grande velocità per decollare e per rimanere in quota
- all'aumentare dell'inclinazione dell'ala aumenta sia la portanza sia la resistenza, finchè non si raggiunge l'iclinazione di "stallo", in corrispondenza del quale la portanza subisce un tracollo e diminuisce drasticamente (vedi immagine sotto)
Nel mondo automobilistico l'obiettivo è quello opposto, ovvero ottenere portanza negativa, rivolta verso il basso, in modo da tenere l'auto saldamente ancorata a terra e poter scaricare tutta la potenza del motore.
La resistenza è la forza che frena l'oggetto in movimento, è dovuta agli attriti con il fluido e, come possiamo intuire, è fortemente influenzata dalla geometria e dalla posizione dell'oggetto durante il moto.
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Nel nuoto accade proprio la stessa cosa.
La forma del nostro corpo in acqua durante la nuotata genera una portanza verso l'alto che aiuta il galleggiamento, ecco perchè più nuotiamo velocemente e più ci sentiamo sorretti verso l'alto; viceversa nuotando lentamente facciamo più fatica a galleggiare e dobbiamo impiegare quota parte delle nostre energie per sorreggerci verso l'alto, spingendo l'acqua anche verso il basso durante la bracciata.
Nella nuotata a testa alta, tipo pallanuoto, inoltre si nota l'effetto della resistenza, per cui essendo il corpo più inclinato e meno idrodinamico la forza resistente aumenta e facciamo più fatica ad avanzare.
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In definitiva un nuotatore dovrebbe assumere una posizione tale da avere quel poco di portanza necessaria per avere un buon galleggiamento, senza quindi dover sprecare energia, e ridurre il più possibile l'angolo d'inclinazione in modo da minimizzare la resistenza dell'acqua.
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