Step 28: La sintesi finale

 VARIOMETRO

https://www.stile.it/2018/04/08/voli-lunghi-come-sopravvivere-id-184093/

Il variometro [step: 1] è uno strumento creato nel 1929 da Alexander Martin Lippisch e Robert Kronfeld [step: 9], per la misurazione della velocità verticale durante il volo. Questo oggetto fa parte della strumentazione di bordo di un aereo e, più precisamente, rientra nella categoria degli strumenti a capsula, insieme all'altimetro e all'anemometro, come riportato nella tassonomia [step: 14] dello strumento, ed è inoltre di largo utilizzo [step: 22] anche in discipline come il parapendio e il deltaplano, dette discipline a volo libero. 

Analizzando la notorietà dello strumento possiamo dire che, nonostante il suo vasto utilizzo, il variometro, non goda di molta fama a livello popolare, infatti, tolto tra gli appassionati e i professionisti, non è uno strumento molto conosciuto, prevalentemente a causa della sua grande specificità d'uso che ne compromette la pubblicizzazione [step 13] e quindi la diffusione mediatica, limitando questo strumento ad essere presente quasi esclusivamente all'interno di testi come manuali didattici [step: 10] o norme aeronautiche [step: 23]. Al netto di queste considerazioni possiamo però constatare che, in un certo senso, il variometro, e in generale la strumentazione di bordo, riesca a vivere di luce riflessa grazie alla grande notorietà simbolica [step: 6] e storica dell'aeroplano causa e conseguenza delle sue numerose rappresentazioni cinematografiche [step: 12] e fumettistiche [step: 21].

Contestualizzando storicamente le discipline di utilizzo del variometro, si può notare come esse siano frutto di una ricerca molto intensa da parte di alcune delle più grandi menti ingegneristiche e pionieristiche della loro epoca, come: Ibn Finas, Leonardo Da Vinci, George Cayley, Francis Herbert Wenham e molti altri, che grazie ai loro contributi scientifici nei campi dell'aeronautica e della meccanica [step: 4] hanno permesso ai fratelli Wilbur e Orville Wright di coronare questo sogno. Sia la storia dietro a questa ricerca o sia il largo uso di questa invenzione durante la guerra, è un dato di fatto che questa macchina volante abbia vissuto un grande splendore durante lo scorrere del tempo. Questo successo può in qualche modo essere rappresentato dalla frequenza di utilizzo della parola 'aeroplano' [step: 24], nella lingua italiana e inglese all'interno dei libri, e tramite le raffigurazioni simboliche presenti sui francobolli [step: 18], che essendo documenti ufficiali coniati dallo stato, rivestono un ruolo importante nel racconto della condizione economica e sociale di un paese. Tutto questo per dare un'idea dell'impatto che ebbe nei vari periodi storici questa invenzione, con un occhio di riguardo a ridosso della prima e della seconda guerra mondiale. 

https://www.arezzonotizie.it/foto/eventi/il-genio-di-leonardo-da-vinci-in-mostra-a-sansepolcro/01.html

Per quanto riguarda invece il funzionamento del variometro pneumatico esso si basa sul principio fisico [step: 5] che determina la variazione di pressione atmosferica in funzione delle diverse altitudini, tale principio viene sfruttato nella parte anatomica dello strumento [step 16] ovvero comprimendo o dilatando la capsula aneroide forata, posta all'interno di una cassa [step 3] contenente aria avente la stessa pressione di quella esterna, alla medesima quota del velivolo, in modo da poter rilevare la variazione di pressione e correlare questa informazione con la variazione di velocità verticale. C'è da aggiungere che nel tempo anche il variometro è stato soggetto a dei cambiamenti e così anche il suo funzionamento, ad esempio prima pneumatico e poi elettrico. Alcuni di questi cambiamenti sono documentati tramite dei brevetti [step 17] intenti a spiegare ed implementare altri dettagli non presenti nella versione originale.

Visivamente un variometro pneumatico, nella cabina di pilotaggio, è un quadrante di plastica e vetro [step: 8] indicante tramite delle lancette il valore della velocità verticale del velivolo, moltiplicata per un opportuno coefficiente, e misurato in metri al secondo o piedi al minuto [step: 15], a seconda del paese di provenienza dello strumento. Per quanto riguarda il volo libero si predilige, invece, il variometro elettrico avente una forma molto simile ad un telefono portatile e su cui si leggono i valori tramite un display; costituito a sua volta da alcuni componenti elettronici come conduttori, semi-conduttori ed isolanti [step: 26] insieme a dei sensori di pressione. Infine, per offrire una panoramica completa dello strumento, notiamo che grazie al suo indispensabile utilizzo in alcune discipline aeree e alle varie tipologie in commercio, anche sotto forma di applicazione telefonica [step: 20], le previsioni di mercato [step: 11] del variometro sono in crescita per i prossimi anni.

Alcuni dei concetti principali espressi in questo articolo riepilogativo possono essere visti sotto forma di mappa concettuale [step: 27], arricchiti con l'ausilio di un abbecedario [step: 19] e rivissuti tramite un racconto mitologico [step: 7], per aumentare il bagaglio lessicale e culturale del lettore interessato; avendo ancora una volta il piacere di ricordare quanto il desiderio del volo abbia segnato indelebilmente la nostra cultura.

Raffigurazione [step: 2]

https://shop.segelflugbedarf24.de/Glider-equipment/Instruments/Variometer/Vane-variometer-5-StVM-5-57-mm::959.html?language=en

Step 27: Mappa concettuale

 VARIOMETRO 

Di seguito si potranno osservare, tramite una mappa concettuale, alcuni passaggi fondamentali nella trattazione del variometro, quali il contesto di utilizzo, il principio fisico del funzionamento e le grandezze fisiche misurate da esso e da altri strumenti correlati al variometro stesso.

La mappa concettuale è stata sviluppata prendendo spunto dai seguenti post del blog:

- Approfondimento: Funzionamento nel dettaglio del variometro, per accedervi premere qui.

- Approfondimento: Altimetro barometrico, per accedervi premere qui.

- Approfondimento: Anemometro, per accedervi premere qui.

- La scienza del variometro, per accedervi premere qui.

- Il principio fisico, per accedervi premere qui.

- Tassonomia, per accedervi premere qui.

Premere sull'immagine per ingrandirla. 

Step 26: La chimica e gli strumenti scientifici

 VARIOMETRO

https://www.renneritalia.com/le-4-scoperte-della-chimica-cambiato-mondo/

Possiamo collegare la chimica al variometro tramite: 

- Acciaio inossidabile, inerente al sistema pitot-statico

- Conduttori, semi-conduttori ed isolanti,  per il variometro elettronico.

- Vetro e plastica, per il quadrante del variometro nella cabina degli aerei.

- Acciaio inossidabile:

Gli acciai inossidabili [o Inox dal francese inoxydable, o Stainless Steel dall'inglese (acciaio "senza macchia"), o infine Rostfrei dal tedesco (senza ruggine)] sono caratterizzati da una maggior resistenza alla ossidazione e alla corrosione, specie in aria umida o in acqua dolce, rispetto ai cosiddetti "acciai al carbonio" (o comune acciaio non legato).

Tale capacità è dovuta principalmente alla quasi assenza di carbonio <=0,07%, ed alla presenza del cromo, nella lega, in grado di passivarsi e cioè di ricoprirsi di uno strato sottile e aderente di ossidi, praticamente invisibile dello spessore pari a pochi strati atomici (dell'ordine dei 0,3–5 nm), che protegge superficialmente il metallo o la lega sottostante, dall'azione dell'ossigeno e degli agenti chimici esterni.

Il contenuto minimo di cromo "libero", ossia non combinato al carbonio, per cui un acciaio si può ritenere Inossidabile è il 10,5% per cui poter avere la formazione dello strato di ossido "passivante" continuo e protettivo nei confronti dalla corrosione. Il cromo nella lega, infatti, combinandosi con il carbonio, può formare carburi di cromo che, precipitando ai bordi dei grani della struttura cristallina, ne limitano la disponibilità per formare ossidi e, quindi, di passivarsi.

- I conduttori:

Il conduttore elettrico è un materiale in grado di far scorrere corrente elettrica al suo interno. I materiali conduttori sono caratterizzati dalla presenza di elettroni liberi nella banda di valenza degli atomi del reticolo cristallino (conduttori di prima specie) o contengono specie ioniche che si fanno carico di trasportare la corrente (conduttori di seconda specie).

La conducibilità elettrica di un conduttore di prima specie può essere interpretata mediante il modello delle bande. La carica netta su un conduttore si distribuisce sulla sua superficie, poiché in questo modo le singole cariche (che si respingono) massimizzano la loro distanza reciproca raggiungendo una configurazione che minimizza l'energia.

- I semi-conduttori:

I semiconduttori, nella scienza e tecnologia dei materiali, sono materiali, appartenenti alla categoria dei semimetalli, che possono assumere una resistività superiore a quella dei conduttori e inferiore a quella degli isolanti; la resistività dipende in modo diretto dalla temperatura.

- Gli isolanti: 

Un isolante elettrico è un materiale incapace di condurre la corrente elettrica. Poiché un campo elettrico è in grado di polarizzare il materiale, genera cioè lo spostamento delle cariche, elettroni e nuclei, delle molecole dalla loro posizione di equilibrio, formando microscopici dipoli elettrici che generano all'interno del materiale un campo aggiuntivo opposto a quello esterno, manifestando una proprietà detta dielettricità.

I termini isolante e dielettrico sono comunemente usati come sinonimi, tuttavia i due termini esprimono due concetti profondamente diversi: infatti il primo indica l'impossibilità del materiale di condurre la corrente elettrica, mentre il secondo indica che il materiale si polarizza in opposizione al campo elettrico esterno.

- Il vetro: 

Il vetro è un materiale ottenuto tramite la solidificazione di un liquido non accompagnata dalla cristallizzazione. I vetri sono solidi amorfi, dunque non possiedono un reticolo cristallino ordinato, ma una struttura disordinata e rigida composta da atomi legati covalentemente; tale reticolo disordinato permette la presenza di interstizi in cui possono essere presenti impurezze, spesso desiderate, date da metalli.

- La plastica:

Le materie plastiche sono una vasta gamma di materiali sintetici o semisintetici, che di solito utilizzano un polimero come ingrediente principale. La plasticità durante la produzione consente di modellare , estrudere o pressare la plastica in oggetti solidi di varie forme, rendendoli un materiale adattabile a molti usi diversi. Questa adattabilità, oltre a un'ampia gamma di proprietà benefiche, come la leggerezza, la durevolezza e la flessibilità, insieme a processi di produzione economici, ha portato a un'adozione diffusa nella società contemporanea. Le materie plastiche sono tipicamente prodotte attraverso sistemi industriali umani; la maggior parte delle plastiche moderne derivano da prodotti petrolchimici a base di combustibili fossili come il gas naturale o il petrolio.

Bibliografia e fonti:

https://it.wikipedia.org/wiki/Conduttore_elettrico

https://it.wikipedia.org/wiki/Isolante_elettrico

https://it.wikipedia.org/wiki/Semiconduttore

https://it.wikipedia.org/wiki/Vetro

https://en.wikipedia.org/wiki/Plastic

https://it.wikipedia.org/wiki/Acciaio_inossidabile

Step 22: Manuale d'uso

 VARIOMETRO

https://www.win-sail.it/en/

Perché serve usare il variometro: (parapendio)

Principianti, intermedi, avanzati, piloti in tandem: tutti vogliono restare in aria il più a lungo possibile.

Perciò serve il variometro. 

La funzione primaria del variometro è indicare la velocità verticale (misurata in metri al secondo per il parapendio in Europa, in piedi al minuto in altre parti del mondo e per l'aviazione).

Questa informazione di rateo di salita (valori positivi) aiuta il pilota a trovare le termiche, e meglio bloccare il nucleo, ma anche ad avere una migliore “galleggiabilità” e avere una migliore progressione nella massa d'aria al fine di minimizzare la perdita di quota, rimanendo intorno al miglior rateo di salita possibile.

Quindi, il tasso di caduta (valori negativi) indica la velocità verticale "verso il suolo". Se è troppo alto, le condizioni non sono favorevoli e il pilota deve spostarsi in un'altra area.

Per noi, esseri umani, volare non è naturale e non abbiamo un senso dedicato al movimento 3D. Una volta perso il punto di riferimento visivo al suolo, è molto difficile capire se saliamo o affondiamo.

In effetti, il nostro cervello utilizza tre sensi per sapere se siamo in movimento o meno: l'orecchio interno, la propriocezione e la vista.

Quindi, il cervello mescola con precisione queste 3 informazioni per sapere dove ci troviamo nello spazio, in quale movimento rotatorio e con quale accelerazione.

Purtroppo mancano le informazioni sulla velocità "assoluta": è impossibile dire la velocità di un aereo o di un treno se le tapparelle sono abbassate.

Il variometro ci fornisce queste informazioni mancanti e la risposta è veloce, quindi sappiamo se stiamo salendo o affondando, e anche la velocità verticale di questa salita!

https://www.gettyimages.it/detail/foto/one-courageous-person-paragliding-over-mountains-immagine-royalty-free/678836649?irgwc=1&esource=AFF_GI_IR_TinEye_77643&asid=TinEye&cid=GI&utm_medium=affiliate&utm_source=TinEye&utm_content=77643

Come usare il variometro: (parapendio)

In questa parte del post verrà spiegato l'utilizzo del variometro descrivendo alcune situazioni del parapendio. 

L'utilizzo di questo strumento nel parapendio, come già detto in precedenza, permette una valutazione sulla velocità verticale, la quale non è ben captata dai sensi del corpo umano.

La fase del volo in cui questo strumento risulta essere più utile, nel parapendio, è quella "intermedia" ovvero né il decollo, né l'atterraggio. Durante il volo lo strumento permette al pilota di avere un costante aggiornamento sulla condizione di salita o di discesa, questo processo di comunicazione continua avviene tramite un meccanismo acustico. Entrando più nel dettaglio del variometro elettrico, esso emana un suono più acuto e a maggiore frequenza nel caso in cui si guadagni quota, mentre, vice versa, si sentirà un suono più grave e meno frequente nel caso di discesa. 

Un utilizzo importante di questo strumento è anche dato dalla necessità di capire lo stato e l'intensità di una colonna termica, la quale, in genere, fa variare la quota positivamente; in questo modo si può capire e prevenire il pericolo dettato da questo fenomeno; leggendo semplicemente la velocità verticale, in metri al secondo o piedi al minuto, con la quale ci si sta muovendo.

Non analizzeremo la casistica dell'atterraggio e del decollo, nel caso del parapendio, volutamente. Questo a causa del fatto che questo strumento, in questa disciplina, viene usato prevalentemente in assenza, totale o parziale, di punti di riferimento ma in queste due fasi i punti di riferimento iniziano ad esserci siccome la distanza dal suolo è minore. Perciò  in quelle particolari casistiche non viene utilizzato molto, anche se il segnale acustico viene comunque emesso dallo strumento. 

Come usare il variometro: (velivolo generico)

Questo strumento è di fondamentale importanza soprattutto nella fase di decollo e atterraggio.

Lo si utilizza per rimanere all’interno di parametri importanti per il controllo del velivolo.

Iniziamo ad analizzare la condizione di volo più importante dove lo strumento viene utilizzato con grande precisione.

L’avvicinamento:

L'avvicinamento è quella fase in cui ci si trova vicini al suolo e ci si prepara per l’atterraggio. Ci si trova a volare a bassa velocità ed il rateo di discesa è lento e preciso perché bisogna rispettare delle quote di volo ben definite.

In questa fase del volo dobbiamo trovarci ad una determinata quota e a una determinata distanza dalla pista di atterraggio.

Per poter scendere alla velocità necessaria per trovarci al punto in cui dovremmo trovarci alla quota necessaria, quale strumento andremo ad utilizzare per calcolare il rateo di discesa ideale?!Il variometro appunto.

La salita:

In fase di salita invece è utile sapere qual è la nostra velocità di salita per poter mantenere una velocità costante.

Bibliografia e fonti:

https://www.lebipbip.com/it/paragliding_variometer_explained/

https://www.aviationcoaching.com/it/variometro-come-funziona-e-come-si-usa-in-volo/

Step 8: I materiali

 VARIOMETRO

https://www.aeroexpo.online/it/prod/uma-instruments/product-182082-37144.html

Materiali costituenti lo strumento:

Nel caso del variometro elettrico entrano in gioco componenti elettronici come le resistenze, i sensori di pressione, termistori ecc... e di conseguenza i conduttori e gli isolanti, ma essendo informazioni dettagliate non vengono rese note al cliente e perciò è difficile trovare documenti a riguardo.

Nel caso del variometro pneumatico i componenti noti sono per lo più legati al sistema statico pitot costruito con acciaio inossidabile, ma anche questo incerto siccome dipende dalle temperature.

Possiamo ancora aggiungere i materiali con i quali è costruito la parte dello strumento leggibile dal pilota, ovvero il quadrante e le lancette, tipicamente in plastica, e il vetro ricoprente appunto di vetro o anch'esso di plastica.

Funzionamento e taratura dello strumento, in base a quali parametri si capisce se lo strumento è più o meno preciso:

Variometro elettrico: da un punto di vista "elettronico" ci sono due fattori che influiscono sulla qualità di un vario: sensibilità e tempo di risposta. Il primo è la misura della più piccola variazione di velocità verticale che il vario è in grado di rilevare. Il tempo di risposta è il tempo necessario al variometro per notare un cambiamento. Una delle maggiori difficoltà incontrate nella progettazione di un tale strumento deriva dal fatto che questi due fattori sono in competizione tra loro, perché con lo stesso sensore e circuito elettronico di lettura del segnale, posso, entro certi limiti, aumentare la sensibilità al costo del tempo di risposta o viceversa.

Bibliografia e fonti:

https://www.compass-italy.com/en-us/how-it-s-made-a-variometer/

https://www.kobold.com/Pitot-Tube-Differential-Pressure-ANU#:~:text=The%20standard%20probe%20material%20is,PTFE%2C%20PVDF%2C%20etc..

Step 5: Il principio fisico

 VARIOMETRO 

Analisi del principio fisico alla base del funzionamento del variometro pneumatico.

Variazione di pressione:

Con l'altitudine:

A causa della comprimibilità dell'aria sotto il proprio peso e siccome la diminuzione della pressione atmosferica con la quota sul livello del mare non è lineare come nei liquidi. Con l’aumentare dell’altezza la pressione atmosferica diminuisce, e la decrescita non è lineare. Presupponendo (anche se in realtà non è così) che l’atmosfera sia isoterma vale la legge di Boyle-Mariotte

con tali premesse la densità dell'aria è proporzionale alla pressione. Si supponga che al livello del mare la densità e la pressione valgano rispettivamente ${\displaystyle \rho _{0}}$ e ${\displaystyle p_{0}}$ e si consideri come asse di riferimento per le altezze l’asse ${\displaystyle z}$, con origine a livello del mare ed orientato verso l’alto. Ad una generica quota ${\displaystyle z}$ la pressione (in accordo con l’ipotesi di isotermia) varrà:

Se si applica la legge di Stevino ad una variazione di quota ${\displaystyle dz}$ si può affermare che vale la seguente relazione:

Dove:

Se si integra tra il livello del mare e una quota generica ${\displaystyle z}$, si ottiene:

Nell’atmosfera isoterma la pressione decresce in funzione dell’altezza con andamento esponenziale. Il valore di ${\displaystyle \alpha }$ a 0°C è di circa 8km; a 20°C è di circa 8,6km. La pressione si ridurrebbe di un terzo di quella a livello del mare ad una quota compresa tra 8 e 9km.

Vari fattori come le condizioni atmosferiche e la latitudine influenzano il suo valore, la NASA ha compilato valori medi per tutte le parti del mondo. La seguente tabella fornisce i valori indicativi della pressione, in percentuali di una atmosfera, in funzione dell'altitudine.

Esiste anche una formula matematica per calcolare la pressione atmosferica in atmosfere (P) in funzione dell'altezza in metri (m):

Con la temperatura:

La pressione atmosferica è influenzata dalla temperatura dell'aria. Il motivo è che l'atmosfera terrestre, riscaldandosi, tende a dilatarsi diventando meno densa. Di conseguenza al livello del mare il peso della 'colonna di aria' sulla propria testa rimane sempre lo stesso, mentre se ci troviamo ad un'altitudine maggiore la pressione crescerà col crescere della temperatura, poiché man mano che l'aria, riscaldandosi, aumenterà il proprio volume, parte della massa d'aria compresa tra il livello del mare e la quota di interesse si sposterà verso quote maggiori.

I valori locali della pressione, considerati a sé stanti, non hanno significato di prognosi; lo hanno invece se confrontati con i valori simultaneamente rilevati nelle zone adiacenti per mettere in risalto le aree di bassa pressione (brutto tempo) o di alta pressione (bel tempo). Localmente solo cambiamenti repentini dei valori di pressione (ovvero cambiamenti di pressione più rapidi rispetto a quelli relativi alla temperatura) sono indice di modifiche sostanziali delle condizioni meteorologiche.

Con l'umidità:

Anche l'umidità dell'aria influenza il valore della pressione atmosferica: la presenza di molecole di vapore acqueo (H₂O) che prendono il posto di molecole più pesanti, principalmente quelle d'azoto (il 78% dell'aria è costituito da questo elemento), rendono l'aria umida più leggera e quindi si ha una minore pressione atmosferica (bassa pressione). Questo d'altronde è uno dei princìpi di formazione dei cicloni tropicali. Al contrario, aria più secca sarà anche più pesante e quindi, esercitando un peso maggiore determinerà un aumento della pressione atmosferica (alta pressione).

Bibliografia e fonti:

https://it.wikipedia.org/wiki/Pressione_atmosferica

Step 4: La scienza del variometro

 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.

https://www.karmelsoft.com/big-data-and-ai-in-aviation/

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