VARIOMETRO
In questo post andiamo a trattare le discipline scientifiche che coinvolgono il variometro.
Aeronautica: (Aeronautics)
L'aeronautica è la scienza applicata che studia le leggi fisiche che governano il volo nell'atmosfera terrestre degli aeromobili (in particolare aeroplani) e alle loro tecniche costruttive.
Meccanica del continuo: (Continuum mechanics)
In fisica, la meccanica del (corpo) continuo è la branca della meccanica classica e della meccanica statistica che studia il comportamento di corpi continui, cioè sistemi fisici macroscopici nei casi in cui la dimensione dei fenomeni osservati sia tale che questi non siano affetti dalla struttura molecolare della materia e per il quale si assume che la materia sia distribuita uniformemente e che riempia lo spazio che il corpo occupa. In modo più formale, si definisce corpo continuo un corpo i cui punti materiali sono identificabili con i punti geometrici di una regione regolare dello spazio fisico, e dotati di massa per i quali esista una funzione densità di massa che ne possa rappresentare la misura.
Meccanica classica: (Classical mechanics)
Essa descrive in modo sostanzialmente accurato gran parte dei fenomeni meccanici osservabili direttamente nella nostra vita quotidiana ed è applicabile ai corpi continui, a velocità non prossime alla velocità della luce e per dimensioni superiori a quelle atomiche o molecolari. Dove non sono valide queste ipotesi è necessario applicare teorie meccaniche differenti, che tengano conto delle caratteristiche del sistema in esame.
Meccanica dei fluidi: (Fluid mechanics)
In fisica la meccanica dei fluidi è il ramo della meccanica del continuo che studia le proprietà dei fluidi, cioè liquidi, vapori e gas, e anche alcune fasi di sostanze che non hanno struttura cristallina come i solidi, pseudocristallina come i liquidi e che non sono aeriformi: sono i cosiddetti materiali amorfi.
In generale i fluidi sono considerati i materiali che hanno la capacità di variare con continuità la loro forma adattandosi al contenitore, ed ecco perché i liquidi, i vapori e i gas sono trattati come fluidi. La meccanica dei fluidi si compone di due grandi sotto-branche:
- la fluidostatica si occupa dei fluidi a riposo in un sistema inerziale, ovvero con velocità costante nel tempo ed uniforme nello spazio. Storicamente è il primo passo verso lo studio della meccanica.
- la dinamica dei fluidi o fluidodinamica (tra cui, specializzando, aerodinamica, idrodinamica, oleodinamica) che si occupa dei fluidi in movimento.
I liquidi sono caratterizzati dall'avere volume proprio e densità molto simili a quelle dei solidi, il che significa che a livello microscopico si hanno comunque piccole distanze tra le molecole e elevate forze di interazione. Questa è la differenza fondamentale con gli aeriformi che invece hanno una densità piccola e quindi una bassa interazione molecolare che li rende espandibili in qualsiasi volume.
In generale le affinità con i solidi finiscono qui. I fluidi infatti possono subire deformazioni elastiche come i solidi, ma anche di scorrimento e quindi deformazioni plastiche. Ciò è particolarmente evidente per i liquidi ed è sempre dovuto alle caratteristiche microscopiche dei fluidi, per le quali le molecole che li compongono non hanno posizioni fisse nello spazio ma possono muoversi le une rispetto alle altre con velocità relative diverse.
Altre caratteristiche dei fluidi e in particolare dei liquidi sono l'omogeneità e l'isotropia. L'omogeneità riguarda la composizione del fluido cioè esso deve essere costituito da una sola specie molecolare. Ovviamente lo studio della meccanica dei fluidi si complica notevolmente per i fluidi non omogenei. L'isotropia è una caratteristica più generale e riguarda le proprietà di deformazione, elasticità, propagazione, etc., che devono essere le stesse in ogni direzione. Un'eccezione ai liquidi ordinari che posseggono queste due importanti proprietà, sono alcune sostanze che presentano fasi intermedie tra solida e liquida generalmente chiamati cristalli liquidi, usati in molte applicazioni tecnologiche.
La meccanica dei fluidi ha molte applicazioni in diversi campi, come l'ingegneria navale, l'aeronautica o lo studio della circolazione del sangue (emodinamica). Trova molte applicazioni anche nella vita quotidiana; ci basti pensare che il carburatore della nostra autovettura, la pompa di scarico della nostra lavatrice, l'aspirapolvere, tutto il circuito idrico della nostra casa sono progettati e realizzati tenendo conto di leggi quali il principio di Archimede, l'equazione di Bernoulli, la legge di Torricelli, etc...
Storia e motivazione:
Gli esseri umani, a differenza degli uccelli e di altri animali volanti, non sono in grado di percepire direttamente i ratio di salita e discesa. Prima dell'invenzione del variometro, i piloti di alianti trovavano molto difficile librarsi in volo. Sebbene potessero rilevare prontamente bruschi cambiamenti nella velocità verticale ("nella seduta dei pantaloni"), i loro sensi non permettevano loro di distinguere la portanza dall'abbassamento, o la forte portanza dalla debole portanza. Il tasso di salita / discesa effettivo non poteva nemmeno essere indovinato, a meno che non ci fosse un chiaro riferimento visivo fisso nelle vicinanze. Essere vicino a un riferimento fisso significa essere vicino a una collina o al suolo. Tranne quando si vola in salita (sfruttando la portanza vicino al lato di bolina di una collina), queste sono generalmente posizioni molto poco redditizie per i piloti di aliante. Le forme più utili di portanza (sollevamento termico e ondoso) si trovano a altitudini ed è molto difficile per un pilota rilevarle o sfruttarle senza l'uso di un variometro. Dopo che il variometro fu inventato nel 1929 da Alexander Lippisch e Robert Kronfeld, lo sport del volo a vela si spostò in un nuovo regno.
I variometri sono diventati importanti anche nel deltaplano con lancio a piedi, dove il pilota all'aperto sente il vento ma ha bisogno del variometro per aiutarlo a rilevare le regioni di aria che sale o che affonda. All'inizio del deltaplano, i variometri non erano necessari per i voli brevi o per i voli vicino al sollevamento della cresta. Ma il variometro è diventato fondamentale quando i piloti hanno iniziato a fare voli più lunghi.
Il primo variometro portatile per l'uso in deltaplani è stato il Colver Variometer di Colver Soaring Instruments che è servito per estendere lo sport al volo in termica cross-country.
Bibliografia e fonti:
https://it.wikipedia.org/wiki/Aeronautica
https://it.wikipedia.org/wiki/Meccanica_dei_fluidi
https://it.wikipedia.org/wiki/Meccanica_del_continuo
https://it.wikipedia.org/wiki/Meccanica_classica
https://en.wikipedia.org/wiki/Variometer
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