Aerostatica

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L'Aerostatica è una branca delle scienze fisiche relativa ai fluidi (fluidostatica) in particolare a quella dei gas.

In condizioni stazionarie un gas risponde a determinate leggi fisiche. L'aerostatica in particolare studia lo sviluppo delle forze in relazione allo stato del gas e dei corpi ivi presenti.^[1]

La risoluzione di un qualsiasi modello matematico-fisico in aerostatica comporta la ricerca di soluzioni di equazioni rappresentative di diverse proprietà fisiche dell'aria, tra le quali la pressione, la densità e la temperatura, in funzione dello spazio e della sua geometria.

Sebbene sia Archimede, che gli scienziati Daniel Bernoulli e Blaise Pascal si siano occupati principalmente di scienze idrauliche, in seguito ci si rese conto che gli stessi principi si potevano applicare alle scienze che si occupavano dei gas e dell'atmosfera.

Lo scienziato Evangelista Torricelli, in particolare, fu il primo a costruire uno strumento per misurare efficacemente la pressione atmosferica tramite il suo Barometro.^[2]

L'Aerostatica è quindi parte dell’aerotecnica ed in particolare applicabile agli aerostati, ovvero alle mongolfiere, ai palloni aerostatici a gas, ai dirigibili ed alle aeronavi. Applicando il principio di Archimede, i Fratelli Montgolfier realizzarono il loro primo volo aereo tramite un pallone ad aria calda il 14 Dicembre del 1782.^[3]

Modelli fisico matematici

All'aerostatica sono afferenti le vari Leggi fisiche che nel corso della storia delle scienze si sono individuate. In particolare sono applicabili le Leggi della Termodinamica, con le due Leggi di Gay-Lussac, la Legge di Charles^[4], la Legge di Boyle, la Legge di Avogadro e la Legge di Dalton.

Per la distribuzione dello stato di sforzo e delle Forze agenti o interagenti tra fluidi e corpi, si applicano le Leggi di Archimede, le Leggi di Pascal e la Legge di Stevino.

Note

^ Lo studio della cinematica e della dinamica dei fluidi gassosi si condensa invece nella branca dell'aerodinamica.
^ Il Barometro è uno strumento che sfrutta il principio dei vasi comunicanti, ed in particolare misura la pressione atmosferica, ovvero la forza peso di tutta l'atmosfera sulla superficie di riferimento
^ Il sollevamento dell'aerostato fu molto forte, ben diverso dalle loro stime matematiche, e se ne perse il controllo. L'aerostato volò comunque per circa 2 km.
^ Charles realizzò per primo un pallone aerostatico ad idrogeno, e lo fece decollare dal giardino delle Tuileries a Parigi il 1 Dicembre 1783.

Bibliografia

John A. Taylor, Principles of Aerostatics; Amazon fulfillment, 2014;

Voci correlate

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Wikizionario

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Collegamenti esterni

(EN) aerostatics, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
Aerostatica, in Treccani.it – Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
(EN) Lighter than air: the Montgolfier brothers, su chm.bris.ac.uk.
Voli in mongolfiera in Italia, su mongolfiere.it.
(EN) Balloons and the Montgolfier brothers, su start-flying.com.