LA RESISTENZA.
 
 
Premettiamo alcune considerazioni.
Per prima cosa chiariamo che quando parliamo di aria "ferma", in realtà ci riferiamo ad una calma apparente in quanto le molecole che costituiscono l'aria sono in continuo movimento e, urtando contro l'aeromobile, esercitano su di esso una certa pressione, detta STATICA. Se il corpo si muove, le molecole che lo investono eserciteranno una nuova pressione -la pressione DINAMICA- più elevata della precedente e proporzionale alla superficie della sezione trasversale del corpo e al quadrato della sua velocità.:
 
in questo modo si avrà una pressione maggiore sulla superficie anteriore, investita dalla corrente d'aria, e una pressione minore sulla superficie posteriore che indurranno una forza F avente una componente verticale P1  (la spinta diretta dell'aria che contribuisce alla portanza quando l'angolo di incidenza è diverso da zero) ed una componente orizzontale R1, opposta al moto, che ostacola l'avanzamento e contribuisce alla RESISTENZA DI FORMA.
Quest'ultima è determinata anche dalla cosiddetta scìa, causata dai moti vorticosi che si formano nella parte posteriore del corpo prima che i filetti fluidi si ricongiungano.
 
Notiamo che la scia diminuisce quanto più il corpo è affusolato.
 
Un'altra osservazione è che i filetti fluidi a immediato contatto con la superficie del corpo faticano a scorrere a causa della loro viscosità ed esercitano un'azione frenante che è tanto più forte quanto più è irregolare la superficie. Inoltre a velocità elevate, nel cosiddetto strato limite, i filetti fluidi più lenti frenano quelli più veloci e si formano dei vortici: si instaura così un moto turbolento che aumenta l'attrito.

Il tutto genera quella che viene chiamata RESISTENZA D'ATTRITO.

Resistenza di forma e resistenza di attrito producono la RESISTENZA totale che si oppone al moto.
 

Per limitare l'azione frenante, si cerca di minimizzare la resistenza di forma dovuta alla scia.

Possiamo studiare quali siano i corpi aventi la migliore forma aerodinamica nella galleria del vento.
Supponendo che resistenza e velocità siano parallele e opposte, come avviene nel seguente esperimento, si può verificare che
R µ v2
e in particolare che
dove r è la densità del mezzo, S è la sezione trasversale massima del corpo e il c è un coefficiente dipendente dalla forma del corpo.
Perciò maggiore sarà c, maggiore sarà la resistenza.

Materiale occorrente:

 
 
Con questa apparecchiatura possiamo misurare la resistenza per i vari corpi. Dobbiamo misurare anche la velocità dell'aria per poi tracciare i grafici della resistenza in funzione della velocità e capire qual è il corpo che possiede la migliore forma aerodinamica.
Ma come misurare tale velocità?
Si possono utilizzare vari strumenti per misurare la velocità dell'aria.
 
Anemometro a mulinello: 
le pale, mettendosi in movimento, quando vengono investite dall'aria fanno girare un motorino che genera corrente elettrica più o meno elevata a seconda della velocità dell'aria.
Anemometro a molla: 
questo anemometro è provvisto di un  foro d'entrata per l'aria che, entrandovi, va a sbattere contro un lamierino che spinge più o meno contro una molla situata nella parte posteriore.
Un altro strumento, usato nella galleria del vento e anche a bordo degli aerei moderni, è il tubo di Pitot.
Esso è formato da due tubi come in figura:
 
 
 

Entrambi hanno l'estremità superiore collegata a uno dei due tubicini del manometro, mentre l'estremità inferiore di uno è aperta direttamente nella direzione della velocità dell'aria e l'estremità inferiore dell'altro è aperta invece nella direzione perpendicolare alla velocità. Quindi, la velocità v1 è nulla, poiché l'aria va a sbattere contro l'aria contenuta nel primo tubicino e si ferma, mentre la velocità v2 all'imboccatura del secondo tubicino è proprio il valore v2ºv che noi vogliamo determinare. In formule, per il teorema di Bernoulli nelle due sezioni si ha:

1/2  rv12+p1=1/2 rv22+p2
ed essendo v1=0, la velocità incognita vºv2 sarà:
v=[2/r (p1-p2)]1/2
perciò riusciamo a ricavare v, visto che (p1-p2) lo possiamo misurare con il manometro differenziale applicato alle due estremità del tubo di Pitot.
 
come possiamo osservare,  il corpo più aerodinamico è il corpo affusolato smussato anteriormente: è infatti quello che, a parità di velocità dell'aria, è soggetto alla minore resistenza, in quanto il coefficiente c è più piccolo.
  
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