La propulsione è quel fenomeno fisico che permette lo spostamento in un fluido. Un fluido può essere liquido (acqua) o aeriforme (aria).
La propulsione avviene grazie al terzo principio della dinamica, famoso come “principio di azione e reazione”, il quale afferma che se un corpo esercita su un altro corpo una forza, il secondo esercita sul primo una forza uguale e contraria. Il terzo principio è quello per cui se tiriamo un cazzotto nel muro sentiamo male: noi esercitiamo una forza sul muro, quindi il muro esercita una forza uguale e contraria su di noi.
Nel caso della propulsione, si spinge il fluido in dietro per ottenere una spinta in avanti.
Grazie alla propulsione gli aerei volano, i razzi vanno in orbita, le navi navigano: il mezzo spinge il fluido in dietro attraverso i motori per ottenere una spinta in avanti:
turbina di un aereo
In acqua, attraverso il movimento degli arti, spingiamo l’acqua dietro di noi, quindi l’acqua risponde con una forza in avanti che ci fa avanzare. E’ facile quindi capire che se la spinta dell’acqua, invece di avvenire dietro di noi, avviene in una direzione sbagliata, lateralmente o verso il basso, essa non genera una spinta in avanti, bensì una spinta in una direzione sbagliata e si manifesta quindi a livello fisico come energia persa.
Si può quindi definire il rapporto tra l’energia spesa nel giusto modo, ovvero quella che spediamo per andare in avanti, e l’energia spesa totale, che comprende quella spesa bene e quella spesa male. Questo rapporto prende il nome di rendimento. Tanto più è alto il rendimento , tanto minori saranno le perdite energetiche.
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Esistono due interessanti leggi della propulsione.
Una afferma che la spinta dipende sia dalla portata (quantità) di acqua spostata sia dall’incremento di velocità dell'acqua. Ovvero, più acqua sposto e più la sposto velocemente, maggiore sarà la spinta.
L ’altra legge afferma che il rendimento è inversamente proporzionale all’incremento di velocità del fluido. Ovvero, spostare velocemente l'acqua genera perdite energetiche.
Ecco perchè se si vuole una nuotata con alto rendimento e si vuole andare velocemente è preferibile spingere più acqua possibile, piuttosto che concentrarsi sulla velocità di spinta.
La dimostrazione pratica di questi principi è la nuotata con palette: le palette, aumentando la superficie di presa, fanno aumentare la portata di acqua spinta. E possibile rendersi conto quanto la nuotata sia pù faticosa, perchè la forza richiesta è maggiore, ma con migliore rendimento: se provassimo a spendere le stesse energie senza palette non andremmo così veloce.
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