L’attrito viscoso è la resistenza opposta da un fluido o gas (aria, acqua…) al moto di un corpo.

Tale resistenza è data dalla formula di Newton:

dove: Rf = resistenza del mezzo (in N)
A = area della sezione massima (perpendicolare alla direzione del moto)

u = velocità del corpo (in m/s)

K = coefficiente di resistenza (dipende dalla forma, natura e stato fisico del corpo)

 

Quindi possiamo desumere che la resistenza opposta da un fluido ad un corpo che in esso si muove è direttamente proporzionale dall’area della sezione massima perpendicolare alla direzione del movimento, direttamente proporzionale al quadrato della velocità e dipende dalla forma, natura e stato fisico del corpo.

Osservazione: se oltre al corpo si muove anche il fluido, u è la velocità relativa, ovvero a u va sommata la velocità del fluido se entrambe hanno lo stesso verso, sottratta in caso contrario.

 

 

Forma di minor resistenza (aerodinamica)

 

E' una forma che cerca di ridurre la resistenza del mezzo, imita quella dei pesci o degli uccelli. È caratterizzata dalla posizione della sezione massima a circa 1/3 della lunghezza totale, come nella figura sottostante:

 

 

 

Dimostrazione della formula di Newton

 

La figura a sinistra mostra approssimativamente la disposizione dei “filetti di fluido” durante il moto del corpo al centro. È possibile osservare ciò facendo muovere dell’acqua perpendicolarmente ad una lamina sottile e fissa, mescolando all’acqua una sostanza colorante.

Se il disco si muove da sinistra a destra con velocità u, la massa del fluido antistante si muove con la stessa velocità u, e quindi per muovere questa massa fluida occorrerà compiere un lavoro, che basandoci sul sistema tecnico industriale, sarà .

Però m (massa del fluido) può essere scritta come(Peso fratto accelerazione di gravità) quindi sostituendo otteniamo .

 

Anche qui il Peso può essere considerato come Volume per peso specifico, ma il volume del fluido è dato dall’area della sezione massima dell’oggetto per il suo spostamento, quindi otteniamo la relazione finale che esprime il lavoro compiuto dalla massa del fluido:

dove: A = area della sezione massima del disco, s = spostamento del disco, g = peso specifico del fluido, u = velocità del fluido e g = accelerazione di gravità

 

Ma questo lavoro compiuto dal fluido deve essere uguale al lavoro Rf  s della sua resistenza passiva (dato che una resistenza di attrito in generale è per definizione uguale alla forza applicata ed opposta alla direzione); quindi si può scrivere:

     che semplificata da   

e ponendo   si ricava  .

Siccome Rf nella formula precedente è espressa in Kg (sistema tecnico – industriale), per passare all’unità di resistenza in Newton (N) del Sistema Internazionale basta moltiplicare per 9,81 la formula precedente, per cui otteniamo la relazione finale che esprime la resistenza del mezzo: