resistènza (fisica)
Indice
forza che si oppone al moto di un punto materiale o del corpo cui è applicata.
Acustica
La resistenza acustica è una grandezza fisica corrispondente alla componente reale dell'impedenza acustica e insieme componente di un sistema acustico che materializza tale grandezza. È tale una griglia, un tubicino di diametro assai piccolo, un orifizio aperto all'estremità di un tubo di diametro assai maggiore. Quest'ultimo, per pressioni sonore elevate, costituisce una resistenza non lineare, mentre i tipi precedenti sono esempi di resistenze lineari; il termine lineare indica qui che la grandezza resistente è rispettivamente dipendente (per resistenze non lineari) o non dipendente (per resistenze lineari) dalla pressione sonora incidente. La resistenza acustica di tali componenti è calcolabile come il rapporto fra la differenza di pressione sonora fra le due superfici terminali e il flusso della velocità di spostamento, cioè il prodotto della velocità di spostamento per l'area della sezione trasversale. Per componenti costituenti resistenze acustiche pure, le due grandezze alternate risultano in fase.
Aerodinamica
I fenomeni fluidodinamici connessi alla resistenza aerodinamica sono in genere molto complessi e la loro analisi porta a individuare più forme di resistenza che, pur presentandosi contemporaneamente, hanno origini notevolmente diverse. Le varie forme di resistenza aerodinamica danno peraltro sempre origine a fenomeni dissipativi, quali un rallentamento della corrente fluida, una perdita di energia cinetica conseguente alle variazioni di velocità a essa impresse e, in definitiva, la dispersione di energia sotto forma di calore. La resistenza d'attrito è dovuta alle azioni molecolari di trascinamento che il fluido esercita tangenzialmente sulle superfici del corpo da esso lambito e dipende in notevole misura dalla natura dello strato limite (e quindi dal valore del numero di Reynolds), nonché dalla maggiore o minore levigatezza delle superfici del corpo. La resistenza di pressione è quella conseguente alla distribuzione delle pressioni che la corrente fluida esercita normalmente alla superficie del corpo; in essa rientrano, quindi, le resistenze dovute ai fenomeni di separazione di flusso, dipendenti in notevole misura dal numero di Reynolds, soprattutto nel caso di corpi tondeggianti. Tra le resistenze di pressione rientra la resistenza di base, dovuta al campo di pressioni che agisce sulla poppa tronca per esempio di un proiettile, e sostanzialmente anche la resistenza indotta dalla portanza, o più semplicemente resistenza indotta, conseguente alle dissipazioni di energia cinetica che si manifestano in una corrente fluida che venga deviata da un corpo in direzione normale a quella asintotica a monte, e che produce un'azione deviatrice, e quindi tipicamente una portanza. La resistenza di interferenza si manifesta per effetto dell'interazione tra i campi aerodinamici di due o più corpi disposti a distanze relativamente modeste tra di loro, può considerarsi dovuta tanto a fenomeni d'attrito quanto a fenomeni di pressione e ha come effetto che usualmente la resistenza del complesso dei corpi risulta più elevata della somma delle resistenze dei corpi presi singolarmente, pur potendosi presentare casi in cui si verifica il fenomeno opposto. Se poi il numero di Mach della corrente non è troppo ridotto, già a velocità ampiamente subsoniche il fluido può non essere più ritenuto incomprimibile e le variazioni di densità che in esso vengono a manifestarsi si traducono in apprezzabili incrementi della resistenza aerodinamica. Questi risultano particolarmente vistosi una volta che si sia superato il numero di Mach di divergenza per la resistenza a velocità subsoniche abbastanza elevate e a velocità transonichela formazione di onde d'urto si accompagna a fenomeni termodinamici di cospicua entità, caratterizzati da vistose variazioni di pressione. Da queste ha origine la resistenza d'onda, conseguente alla trasformazione con urto dell'energia cinetica della corrente in energia di pressione, che è adiabatica ma non invertibile, data la trasformazione di parte dell'energia meccanica in energia termica durante l'urto. A velocità transoniche e supersoniche i fenomeni di comprimibilità possono dar luogo a forme di resistenza di interferenza che portano a riduzioni della resistenza aerodinamica del complesso di più corpi, sfruttate per esempio nella regola delle aree delle sezioni. Oltre che su formulazioni matematiche, spesso assai complesse e che nella maggior parte dei casi possono venir affrontate solo con l'ausilio di calcolatori di notevolissime capacità, lo studio della resistenza aerodinamica si basa su metodi sperimentali, tra cui meritano particolare menzione quelli facenti capo alle prove in gallerie aerodinamiche di diverso tipo e su modelli in volo libero. § Si definisce coefficiente di resistenza, Cr, il rapporto tra la componente, secondo l'asse X della terna degli assi vento, della risultante che si determina su un corpo investito da una corrente fluida, e il prodotto di una superficie di riferimento (in genere la superficie frontale massima del corpo) per la pressione dinamica della corrente fluida che investe il corpo stesso.
Meccanica
La forza che si oppone al moto relativo di un solido rispetto sia a un altro solido sia a un mezzo fluido si manifesta sotto forma passiva (resistenza passiva): essa è dovuta soprattutto all'attrito che si genera durante il moto (resistenza d'attrito) e/o all'ostacolo opposto dal mezzo entro cui un corpo avanza (resistenza del mezzo). In quest'ultimo caso la forza resistente si manifesta al contatto di un corpo con un fluido (aria, acqua, ecc.) in cui il corpo si muove; essa dipende dalla forma del corpo, dalla sua velocità rispetto al fluido e dalle caratteristiche fisico-chimiche del fluido. A parità di ogni altra condizione, è tanto maggiore quanto maggiore è la proiezione della superficie del corpo nel piano perpendicolare alla velocità di avanzamento. Le forze esercitate da un fluido su una superficie piana ammettono un risultanteR perpendicolare alla superficie; questo presenta in generale un componente parallelo e opposto alla velocità di avanzamento, detto resistenza di avanzamento, e un componente a essa perpendicolare, detto portanza. La resistenza del mezzo interessa in modo particolare la meccanica applicata agli aeromobili e in una certa misura anche la costruzione di navi, veicoli terrestri, macchine o parti di macchine (per esempio, la girante di una turbina). Per stabilire la forma da dare a un corpo, per aumentare o diminuire la resistenza che esso oppone a un fluido, si deve ricorrere a metodi sperimentali, cioè allo studio di modelli in galleria del vento, in vasca navale, in condotte speciali. Per ciò che riguarda macchine, motori, e in genere organi in moto relativo fra loro, la resistenza passiva si manifesta sotto forma di forze che, opponendosi al moto, disperdono lavoro meccanico producendo calore, spesso negativo al buon funzionamento dell'insieme considerato. In questo ultimo caso parte preponderante hanno le resistenze di attrito dovute al rotolamento, allo strisciamento, al trascinamento di organi in moto a basso regime. L'assorbimento di lavoro meccanico, tuttavia, può dar luogo a un effetto utile, sfruttabile in campo pratico (resistenza utile); sono tali, per esempio, la resistenza al moto di avanzamento dell'utensile rispetto al pezzo, che ne consente la lavorazione per deformazione o asportazione di truciolo, oppure la resistenza al sollevamento di una massa che ne consente il suo spostamento verticale o trasversale.