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 FISICA naufragata...

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AutoreMessaggio
Felipeto



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MessaggioOggetto: FISICA naufragata...   Gio Giu 30, 2016 12:00 am

apro un post piuttosto specialistico per ins. materie scientifiche/tecniche..
naufragio del traghetto "Estonia" nel mar Baltico nel 1994.
a causa del cedimento strutturale dei perni della parte anteriore della prua, che si alza e si abbassa per caricare le auto nel garage, dovuto al moto ondoso, l'acqua entra nel garage , la nave inizia un moto di rollio sempre piu violento fino al ribaltamento ed affondamento.
il tutto avvenne in un tempo talmente ridotto, che nessuna operazione di emergenza fu messa in atto, se non un SOS. nella sciugura si contarono pochissimi superstiti e piu di 900 morti. tra le peggiori sciagure navali dopo il Titanic e le varie navi affondate nella WW2.
Non ho trovato in rete alcun report strettamente tecnico sull'evento (per gli interessati, invece, esiste ad esempio su youtube il video dell'indagine tecnica ufficiale relativa all'incidente del treno merci esploso a Viareggio esattamente 7 anni fa)
le indagini post -disastro sono essenziali per determinare le cause ed apportare eventuali modifiche al progetto per migliorarne la sicurezza (ad esempio, i report del NTSB americano sui disastri aerei)
non sono ingegnere navale e, dato l'esiguo numero in Italia, dubito ce ne siano sul forum.
tuttavia ho fatto le seguenti considerazioni:
un'imbarcazione è, grossolanamente, un oscillatore meccanico blandamente smorzato.
trascurando le oscillazioni di beccheggio, molto inferiori su una grossa nave data l'enorme inerzia longitudinale, il problema penso si concentri sul rollio(la nave è molto piu stretta che lunga, le oscillazioni laterali possono essere critiche)
quando una nave è colpita da moto ondoso laterale (non sempre il capitano può prendere le onde di punta, più sicuro ma incompatibile ad esempio con la rotta), si corica dal lato opposto per gravità. lo scafo va a spostare via via una massa di acqua crescente da questo lato, aumentando la spinta di archimede che agisce a favore di stabilità riportando la nave in configurazione verticale.
quindi abbiamo una forza che rompe l'equilibrio ed una forza, crescente con l'inclinazione, che si oppone ad essa, forza di richiamo.
rispetto ad un oscillatore a molla, trattasi di un'oscillatore rotazionale.
fin qui tutto bene.ovviamente, se in un oscillatore a molla lo spostamento dall equilibrio è eccessivo, la molla cede e si perde definitivamente la configurazione. un'onda enorme può altresì ribaltare una nave.
parliamo di momenti: l'inclinazione della nave fa nascere un momento ribaltante rispetto al fondo della chiglia (o scafo, boh..). il punto di applicazione della spinta di archimede crea invece un momento STABILIZZANTE rispetto allo stesso punto..
il momento stabilizzante è crescente con l inclinazione, avendo la spinta di archimede un braccio maggiore rispetto alla forza peso. lo scafo , ritengo, è disegnato per garantire sempre questa condizione di stabilità.
periodo di oscillazione: sicuramente crescente con il momento d'inerzia trasversale della nave. immagino che le navi siano progettate per avere un'oscillazione propria a periodo sempre minore dell'azione esterna periodica del moto ondoso laterale presunto...
di solito le grandi onde d'altura sono "onde lunghe", quindi con periodo molto maggiore della frequenza propria di oscillazione laterale della nave, per evitare fenomeni di risonanza, pericolosissimi..
DISSIPAZIONE: minima, direi legata al debole attrito fluidodinamico tra scafo ed acqua.la trascurerei in prima approssimazione.
quindi direi che in un modello matematico semplice per l'oscillazione di rollio, terrei conto della massa nave,dimensioni, momento d'inerzia , posizione baricentro e del centro di spinta dell'acqua, noto per la geometria dello scafo.

COSA SUCCEDE SE ENTRA UNA NOTEVOLE QUANTITA' DI ACQUA NELLA NAVE:
dalla rete, risulta che molta acqua versatasi nel garage della nave, che sciaborda di qua e di la, ha spostato il baricentro della nave ed innescato fenomeni dinamici fino a portare al ribaltamento della nave stessa.

piu in dettaglio, ecco le mie considerazioni: in generale, la presenza di acqua o liquido in una struttura mobile è sempre da tenere sotto attento controllo: pensiamo alla guida in curva di un'autocisterna, o di un serbatoio pensile sotto l azione del vento.
tornando al nostro traghetto : una notevole quantità di acqua, che segue il movimento di rollio della nave in condizioni di moto ondoso rilevante, causa uno spostamento VERSO L'ESTERNO del baricentro della nave stessa, rispetto all'asse di simmetria della chiglia. questo si traduce nell'aumento del momento ribaltante della forza peso fino a superare quello stabilizzante della spinta dell'acqua (una nave che si inclina molto non riesce comunque ad aumentare molto il momento della spinta delll'acqua)
ad un certo punto, il momento ribaltante diventa superiore e la barca si rovescia.
non solo: l'acqua è in movimento dentro la nave e, come si sa, un effetto DINAMICO è sempre superiore e gravoso ad un effetto STATICO a parità di intensità di forza:l acqua SBATTE di qua e di là, con azione dinamica. non si limita a spostare il baricentro.
fenomeno secondario: aumenta massa e momento d'inerzia della nave , quindi verosimilmente il periodo di oscillazione propria. rischio di avvicinarsi a quello del moto ondoso e quindi RISONANZA.
gli ingredienti per il disastro ci sono tutti.

PRIMA PROPOSTA: allestire in laboratorio un semplice modello, con una barca giocattolo, che visualizzi in modo molto pratico ma approssimato cosa succede.
e le onde come le creo? nelle piscine dei parchi acquatici ci sono paratie mobili , ma con un pò di inventiva non penso sia difficile studiare qualcosa di molto semplice.
come paragonare un modellino alla realtà? SPIEGARE IL CRITERIO DI SIMILITUDINE, a grandi linee, essenziale adesempio per studiare il modellino di un aereo in galleria del vento e riportare i risultati dal vero.

SECONDA PROPOSTA: elaborare un semplice modello matematico di una nave e delle variabili che ho citato (ma sicuramente ce ne sono altre), e lanciarlo con qualche softwarino per visualizzare il fenomeno del cambiamento di comportamento oscillatorio all'aumentare della massa di acqua nella nave..

TERZA PROPOSTA: avete mai realizzato un modello matematico per un oscillatore complesso? magari all'università? il discorso è esteso all ambito elettromagnetico dal semplice oscillatore LC a quelli più complessi..

ringrazio tutti per suggerimenti/critiche/idee...

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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Gio Giu 30, 2016 12:09 am

Felipeto ha scritto:

ringrazio tutti per suggerimenti/critiche/idee...

https://it.wikipedia.org/wiki/Discussioni_progetto:Marina

È pieno di esperti, lì. Se decidi di porre la questione, salutami l'utente Pigr8. Me lo ricordi, sai?
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Felipeto



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Gio Giu 30, 2016 9:28 pm

In teoria degli esperti ci sono anche qui
Un tavolo di discussione tecnico su un forum di didattica ogni tanto non guasta
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balanzoneXXI



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Gio Giu 30, 2016 11:35 pm

Urca che trattato!! Proprio non ti vuoi concedere pause.Mentre noi scioperati facciamo l' arte del Michelaccio al mare o in montagna, tu trovi il tempo per un sacco di iniziative meritorie. Ti accingi a tenere corsi di recupero estivi senza ulteriori emolumenti. ,dato che sei in servizio ;aggiorni puntualmente il tuo osservatorio razziale; difendi l' integrita' della gioventu' italica ; metti alla prova i colleghi delle materie scientifiche; scommetto che progetti macchine volanti o singole componenti delle suddette macchine.Ma come fai?Non e' che per caso sei anche commissario nei concorsi ? La paga e' oscenamente simbolica, ma tanto per te il problema non si pone e potresti trovare terreno fertile per la tua malmostosita'.
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Felipeto



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Gio Giu 30, 2016 11:39 pm

Appena tornato da 4 gg in Maremma grazie.
Si, corsi di recupero fino alla prossima settimana..seguirà post relativo.
Non voglio mettere alla prova nessuno, in teoria sono temi su cui cimentarsi con entusiasmo..
In teoria...
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lucetta10



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 2:16 pm

balanzoneXXI ha scritto:
Urca che trattato!! Proprio non ti vuoi concedere pause.Mentre noi scioperati facciamo l' arte del Michelaccio al mare o in montagna, tu trovi il tempo  per un sacco di iniziative meritorie. Ti accingi a tenere corsi di recupero estivi senza ulteriori emolumenti. ,dato che sei in servizio ;aggiorni puntualmente il tuo  osservatorio razziale; difendi l' integrita' della gioventu' italica ; metti alla prova i colleghi delle materie scientifiche;  scommetto che progetti macchine volanti o singole componenti delle suddette macchine.Ma  come fai?Non e' che per caso sei anche commissario nei concorsi ? La paga e' oscenamente simbolica, ma tanto per te il problema non si pone e potresti trovare terreno fertile per la  tua malmostosita'.


Ma non hai letto che ha fatto un sopralluogo della carraia dell'Aurelia, monumento del genio civile italico! Mi stai disattento...!
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mac67



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Località : Pianeta Terra

MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 6:24 pm

Felipeto ha scritto:
Appena tornato da 4 gg in Maremma  grazie.
Si, corsi di recupero fino alla prossima settimana..seguirà post relativo.
Non voglio mettere alla prova nessuno, in teoria sono temi su cui cimentarsi con entusiasmo..
In teoria...

Pur essendo un fisico, l'entusiasmo mi ha abbandonato dopo la lettura di pochi righi ed è andato a comprare un biglietto di sola andata per non so dove.
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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 6:37 pm

mac67 ha scritto:
Felipeto ha scritto:
Appena tornato da 4 gg in Maremma  grazie.
Si, corsi di recupero fino alla prossima settimana..seguirà post relativo.
Non voglio mettere alla prova nessuno, in teoria sono temi su cui cimentarsi con entusiasmo..
In teoria...

Pur essendo un fisico, l'entusiasmo mi ha abbandonato dopo la lettura di pochi righi ed è andato a comprare un biglietto di sola andata per non so dove.

Ne ho visto uno che prendeva il sole alla foce dell'Ombrone. Sarà forse il tuo?
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Felipeto



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 7:20 pm

Possiamo disquisire sulle opere di idraulica presenti alla foce Dell Ombrone?
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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 7:33 pm

Se il vostro è un plurale maiestatis, potete.
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geo&geo



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 7:35 pm

birra gelata, libri del concorso momentaneamente chiusi, spettacolo gratis... cosa vuoi di più dalla vita?
Grazie a tutti :-D
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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Ven Lug 01, 2016 7:46 pm

geo&geo ha scritto:
cosa vuoi di più dalla vita?

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Felipeto



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MessaggioOggetto: Re: FISICA naufragata...   Dom Lug 03, 2016 3:11 pm

È piuttosto evidente come molti, una volta "sistemati" nella scuola, abdichino alla propria formazione universitaria o,se esiste, professionale, con la consapevolezza di passare il resto della vita lavorativa ad accudire ragazzi scalmanati e compilare scartoffie.. Sono scelte personali.
Per gli amanti della vita comoda è un ottimo traguardo..la lotta furiosa e disperata per entrare nel mondo della scuola, i 3-4000 euro spesi per imparare aria fritta ed abilitarsi valgono la pena..in nessun altro ambito pubblico o privato c è una corsa così forsennata e numerosa al "posto".
Condivisibile, ma in risposta ad un post tecnico su un forum di insegnanti trovare la fotina come sul profilo di un adolescente è preoccupante..
Ma chissà perché poi.l.opinione pubblica pensa certe cose di noi sfaccendati..
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FISICA naufragata...
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