Discussionecaduta libera in acqua

**armandodegregori** · 09-09-09 09:18

un peso di cemento di una tonnellata cade in acqua e affonda per 100 metri.
Domande:
a) a-100 metri il suo peso è uguale?
b) quanto tempo ci mette
c) si può calcolare la sua energia in KW o cavalli?
d) quanti litri d'aria servirebbero per farlo tornare in superf.?

**nonnod** · 09-09-09 12:28

Originariamente inviata da armandodegregori

un peso di cemento di una tonnellata cade in acqua e affonda per 100 metri.
Domande:
a) a-100 metri il suo peso è uguale?
b) quanto tempo ci mette
c) si può calcolare la sua energia in KW o cavalli?
d) quanti litri d'aria servirebbero per farlo tornare in superf.?

Iniziamo una conversazione sui temi da te citati.

a) Il peso è la forza attrattiva gravitazionale tra la Terra e l'oggetto.
Dipende inversamente dal quadrato della distanza tra questo ed il centro della Terra.
Quindi, a mano a mano che l'oggetto affonda, il suo peso aumenta, ma di pochissimo
(se vuoi, ci si può divertire a stabilire di quanto)

Probabilmente questa domanda è fatta da qualcuno
che pensa che il paso dipenda dall'ambiente circostante all'oggetto ...

b) Strana domanda.
Non è possibile rispondere se non si conosce la forma dell'oggetto e la sua densità.
Prova a pensare ad una densità di pochissimo superiore a quella dell'acqua.
In questo caso l'oggetto affonderebbe con estrema lentezza ...

Se vuoi, possiamo continuare, ma, per favore, da chi sono formulete queste domande?

Sei uno Studente? un Marinaio?

**armandodegregori** · 13-09-09 14:23

buongiorno e grazie per la risposta.
Si, sono un marinaio e non uno studente.
La mia vera domanda che non riesco a formulare bene è:
Qual è il rapporto fra il peso che cade (in acqua) e la forza teorica in KW che potrebbe azionare.
Esempio:
Un generatore di corrente elettrica o dinamo di una certa potenza hanno una certa resistenza.
Mettiamo che il corpo che affonda è legato a una fune che a sua volta passa sulla puleggia di un generatore/dinamo.
Dunque la mia domanda è: Quanto peso ci vuole per far girare un generatore/dinamo per produrre la sua corrente nominale.
Questa discussione è nata a bordo durante una lunga sera con dell’ottimo vino. Ci siamo chiesti come produrre dell’energia elettrica in un caso di assoluta emergenza e necessità … Non nascondo che l’equipaggio mi sta prendendo in giro ogni giorno per la mia “trovata” … ma io sono convinto che potrebbe funzionare. … magari non mi darebbe i 220V a 50 Hz di alternata ma potrebbe funzionare in corrente continua.
saluti
Armando

**robi53** · 13-09-09 14:51

Secondo me la massima energia (teorica) che potresti ricavare facendo scendere ( molto lentamente ) un peso legato ad una fune avvolta su di una puleggia che tramite ingranaggi moltiplica i giri sull' albero di un alternatore, sarebbe:

E= (P * h *9.81)/ (3600000) Kwh (Per ogni peso che butti)

P= peso in kg, del cemento immerso in acqua.......h=profondità in metri

Aspetta un ' altra conferma, a me l' idea piace, ciao.

**nonnod** · 13-09-09 15:54

Originariamente inviata da armandodegregori

buongiorno e grazie per la risposta.
Si, sono un marinaio e non uno studente.
La mia vera domanda che non riesco a formulare bene è:
Qual è il rapporto fra il peso che cade (in acqua) e la forza teorica in KW che potrebbe azionare.
Esempio:
Un generatore di corrente elettrica o dinamo di una certa potenza hanno una certa resistenza.
Mettiamo che il corpo che affonda è legato a una fune che a sua volta passa sulla puleggia di un generatore/dinamo.
Dunque la mia domanda è: Quanto peso ci vuole per far girare un generatore/dinamo per produrre la sua corrente nominale.
Questa discussione è nata a bordo durante una lunga sera con dell’ottimo vino. Ci siamo chiesti come produrre dell’energia elettrica in un caso di assoluta emergenza e necessità … Non nascondo che l’equipaggio mi sta prendendo in giro ogni giorno per la mia “trovata” … ma io sono convinto che potrebbe funzionare. … magari non mi darebbe i 220V a 50 Hz di alternata ma potrebbe funzionare in corrente continua.
saluti
Armando

Ciao Armando.
L'energia a disposizione è L = m g h, ma il problema è che la possibilità di disporne dipende dall'ambiente. Se l'oggetto è
libero di cadere, perde m g h joule di energia potenziale ed acquista una energia cinetica equivalente, oppore compie un lavoro ...
Se però è "frenato" dall'acqua, tutto dipende dalla sua densità .... Pensa ad esempio cosa accade se la sua densità è minore
di quella dell'acqua: l'oggetto non cade affatto. Anzi, per farlo cadere occorre spendere dell'energia.
Supponendo che l'oggetto cada, la potenza sviluppata è il rapporto tra il lavoro e l'intervallo di tempo.

Se cadesse liberamente, si otterrebbe

P (potenza) = Delta(W) / Delta(t)

= m g h / sqrt( 2 h / g )

= .... m g^(3/2) sqrt( h / 2 )

Con g = 9.8 m/s^2 e h = 100 m, l'espressione precedente diverrebbe

P = 217 m
(con m misurata in kg)

Sinceramente è la prima volta che vedo una relazione del genere,
anche se penso che possa interessare una centrale idroelettrica ...

**robi53** · 13-09-09 16:41

Nonnod... se faccio cadere il peso molto lentamente (es. come il peso di un orogio) della densità dell' acqua poco m' importa, vale invece la spinta di Archimede, quindi devo pesare (P) il cemento una volta immerso in acqua, o fare dei calcoli. Credo sia accettabile di pensare che l' energia massima disponibile sia data dalla formula E= P*h, o meglio nel nostro caso L=F*s , poi togliere le perdite, moltiplicando per i bassi rendimenti pratici in percentuale; così semplificando ogni cosa.
Ciao.

**robi53** · 13-09-09 19:06

Ti spiego esattamente come pensare: - Con una bilancia (tipo dinamometro) pesi il blocco di cemento una volta immerso in acqua, poi lo fai scendere tanto lentamente, che mentre il blocco scende il peso segnato dalla bilancia non cambia, o cala di poco.
Hai trovato la velocità con cui dovrà svolgersi la fune, da un chiamiamolo grosso mulinello, tipo per pescare. Sulla manovella, moltiplicata, che girerà vorticosamente, mentre la fune si svolge, metterai un piccolo alternatore o meglio una dinamo che carica delle batterie. Nel tuo caso ammesso che il blocco di cemento una volta immerso in acqua " pesi la metà" ricaverai:

(1000/2)*100*9.81/ 3600000= 0,136 kwh, ossia una volta che il peso abbia raggiunto il fondo, ammesso di aver immagazzinato tutta quest' energia nelle batterie, potrai tener accesa una lampadina da 136 w di potenza per un' ora, oppure un asciugacapelli da 500 w per circa 15 minuti.
Ciao.

**armandodegregori** · 14-09-09 08:30

prima di tutto grazie!!! Il mio equipaggio adesso invece di prendermi in giro, pensa e suggerisce come costruire la "batteria per asciugare i capelli della signora" ...
è un po di tempo che ho lasciato il banco di scuola e mi è costato un po di fatica per capire la formula ... ma mi sto allenando! Penso che quest'inverno fra una mano di vernice e l'altra andiamo "a calare pesi" in mare ...
saluti
Armando