La fluidodinamica studia il comportamento dei fluidi in moto, in relazione alle cause che lo determinano. Un’approssimazione molto utile per studiare il moto di un fluido è di considerarlo incomprimibile e senza viscosità, cioè studiare un fluido ideale.
Lo studio parte dall’esame di un fluido che si muove di moto stazionario (le molecole del fluido che attraversano una sezione qualsiasi del condotto hanno sempre la stessa velocità) all’interno di un condotto. Valgono due importanti leggi.
Equazione di continuità – La massa di un fluido che attraversa una sezione di un condotto nell’unità di tempo è costante; se S1 e S2 sono due sezioni del condotto e v1 e v2 le rispettive velocità del fluido in esse, vale S1v1= S2v2. Il prodotto Sv è detto portata di massa del fluido; si noti che se il condotto si stringe, la velocità aumenta.
Equazione di Bernoulli – Già formulata da Eulero e derivata dalla legge di conservazione dell’energia, dimostra che quando un fluido in movimento aumenta la propria velocità si verifica una diminuzione della sua pressione interna. Questo principio è di fondamentale importanza in aerodinamica, in quanto il suo enunciato può essere applicato anche a quei fluidi che, come l’acqua e l’aria, si muovono lungo una superficie (l’elica di un’imbarcazione o l’ala di un aeroplano). Il principio di Bernoulli trova applicazione pratica negli strumenti per la misurazione della velocità di un fluido, come il flussometro di Venturi.
Se consideriamo un condotto con sezione variabile, a differente altezza dal suolo, e indichiamo con v la velocità di scorrimento del fluido, con ρ la densità del fluido, con p la pressione e con h l’altezza, l’equazione di Bernoulli si scrive come
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