Il volo

[7] Un ulteriore suggerimento

Penso che sia giunto il momento di definire alcuni punti qualificanti del tuo approfondimento. Il tempo stringe. Ti inviterei pertanto a esplicitare piu' puntualmente le linee guida che intendi sviluppare nel percorso. Se fossi in te partirei dal concetto di "campo", che e' una categoria scientifica importantissima in fisica e che ti suggerirei di approfondire adeguatamente, magari con qualche aggancio specifico al tema dell'ambiente terrestre che interessa il volo.
La parola campo, infatti, ricorre spesso in elettromagnetismo e non solo in quello: si parla di campo gravitazionale, elettrico, magnetico, nucleare, ecc... Per esempio se ci riferiamo alle proprietà fisiche che possiede lo spazio vicino alla superficie terrestre che interessa il volo di aerei e/o navicelle spaziali potremmo dire che sia il campo gravitazionale, sia il campo elettrico, sia il campo magnetico sono tutti e tre campi decisamente importanti in grado di influenzare il moto del corpo in volo.
L'assenza di contatto tra corpi che interagiscono è la caratteristica essenziale dei campi vettoriali. Da questo punto di vista dobbiamo ringraziare Faraday che per primo elaboro' una teoria, sebbene grezza e per niente matematizzata, in cui egli immagino' che anche allo spazio vuoto si poteva attribuire la responsabilità della manifestazione delle interazioni elettriche e magnetiche, magari sottoforma di tensione. Sebbene oggi questa concezione non abbia piu' fondamento, essa contribui' in modo determinante allo sviluppo dell'elettromagnetismo e alla nascita del moderno e fondamentale concetto di campo vettoriale comune sia ai fenomeni magnetici che a quelli elettrici (ma non solo, si pensi alla gravita').
Sarebbe interessante entrare nel merito delle proprietà matematiche oltre che fisiche dei campi. In generale, dunque, un campo vettoriale e' il risultato della modifica delle proprietà di una certa regione di spazio ad opera di un ente fisico sorgente del campo stesso (ad esempio, una corrente elettrica, una carica elettrica o un corpo celeste), la cui presenza e' rilevabile esclusivamente attraverso un'interazione che si manifesta con una forza F.
• Il campo elettrico vicino alla superficie terrestre vale in media circa 100 V/m; è praticamente uniforme ed è diretto verso la superficie terrestre, dall'alto verso il basso perche' la Terra è considerata un debole conduttore caricato superficialmente di carica negativa.
Questo significa anche che il potenziale elettrico cresce in maniera lineare nell'atmosfera e teoricamente di 100 Volt ogni volta che si percorre un metro andando verso l'alto.
• Il campo magnetico vicino alla superficie terrestre vale in media circa 50 microT; è praticamente uniforme in modulo ma varia in direzione e verso con la latitudine e assume aspetti direzionali che dipendono dalla inclinazione magnetica.
• Il campo gravitazionale vicino alla superficie terrestre vale in media circa 10 m/s2; è praticamente uniforme in modulo ma varia in direzione perche’ e’ sempre diretto verso il centro della Terra.
Con queste premesse penso che potresti permetterti di effettuare una disamina abbastanza completa delle analogie e differenze tra i diversi tipi di campo che esprimono proprieta’ fisiche in grado di influenzare l’aerodinamica degli oggetti in volo.
In relazione alla lettura dei due volumetti che hai completato, mi fa piacere attestarti il mio compiacimento. Penso che entrambi i due volumi ti possono aiutare a comprendere meglio come si fa correttamente da un lato una tesina e dall’altro quali problemi interessano lo studio dei fenomeni elettrici e magnetici. La lettura del libro di De Marzo ti avvicina maggiormente al senso della scienza ottocentesca che con i suoi metodi e i suoi paradigmi è stata in grado di contribuire in modo esaltante allo sviluppo scientifico e tecnologico della società occidentale. La produzione di energia elettrica mediante la macchina elettrica (alternatore) e la produzione di onde e.m. mediante il dispositivo di Hertz (oscillatore) sono i punti cardinali dell’elettromagnetismo classico di Maxwell. Se poi hai effettuato delle letture nella parte antologica del libro di De Marzo penso che hai iniziato bene il lavoro di ricerca della tesina.
A questo proposito ti consiglio di riflettere sui seguenti paragrafi:
6- Faraday e i suoi contributi all’elettromagnetismo;
7- le linee di forza;
8- sulla teoria dei vortici molecolari applicati ai fenomeni magnetici;
9- sulla teoria dinamica del campo elettromagnetico;
10- confronto diretto della forza e.s. con quella e.m. che rivedremo nel filmato su Maxwell che faro’ vedere alla classe prossimamente in aula di proiezione.
Se hai voglia potresti leggere adesso il libro di M. La Forgia, Elettricità, materia e campo nella fisica dell'Ottocento, Torino, Loescher, 1982. E’ un libro interessante, molto antologico, perché parte dal presupposto della scoperta di Oersted e sviluppa un interessante discorso sul confronto incalzante delle due concezioni dell’azione a distanza e del campo pervenendo alla sintesi di Maxwell.
Buon lavoro.