Canó de vórtices
Un canó de vórtices és el nom que rep un senzill montage experimental, o joguet científic que impulsa l'aire a distància generant vórtices de forma toroidal.
El moviment d'estos vórtices va ser estudiat clásicament per Helmholtz en 1858 i per Lord Kelvin en 1867. A diferència de l'aire que expulsem en bufar, que es dispersa en un recorregut d'un metro, estos vórtices presenten una estabilitat que els permet travessar tota una habitació i derribar objectes llaugers a distància.[1]
Per al montage experimental basta retallar un orifici d'uns 15 cm de diàmetro en una caixa de cartó, i colpejar les seues parets. El vórtice generat pot fer-se visible si prèviament omplim la caixa en fum. Durant la Segona Guerra Mundial va haver intents marginals i infructuosos de construir un canó que generara vórtices o turbulències que permetera derribar als bombardero enemics.[2]
Dinàmica dels vórtices toroidales
Aixina com les llínees de corrent tracen la velocitat del decorregut, les curves de vorticitat, que tracen la vorticitat local, seran bàsiques per a l'anàlisis del moviment. Més concretament, una curva de vorticidad és una curva integral del camp de vorticitat ω ; és dir, una curva en la mateixa direcció que el vector de vorticitat en cada punt. Estes curves evolucionen en el temps, pero el seu moviment, a priori, no tindria per qué ser el mateix que el de les partícules del decorregut. Si imaginem les curves de vorticitat que travessen una curva tancada, diem que formen un tubo de vorticidad.
En cas de decorreguts incompresibles, sense viscositat, i de densitat constant que es moguen baix l'acció de forces conservativas, decorregut i llínees de vorticitat es mouran junts. Com a conseqüència, decorregut i tubos de vorticitat també.
Un vórtice toroidal serà un tubo de vorticitat en forma d'anell, rodejat d'una zona irrotacional (sense vorticitat). Un eixemple dels mateixos són els anells de fum expulsats per un fumador. Helmholtz va deduir en el seu artícul de 1858 que els vórtices toroidales de menor radi viajaven més ràpit, i va estudiar l'interacció entre dos vórtices que viajaven en el mateix sentit o en sentits oposts.[3]
Referències
- ↑ Louis A. Bloomfield.. How Things Work: The Physics of Everyday. John Wiley & Sons, Incorporated, 2006. ISBN 978-0-471-94664-9 (pg. 165)
- ↑ Invents fallancs de l'austríac Dr. Zippermeyer
- ↑ D. J. Acheson. Elementary fluïu dynamics. Oxford University Press, 1990
- Este artícul conté una traducció derivada de «Cañón de vórtices» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.