Άνωση

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Άνωση ονομάζεται η ανοδική δύναμη (συνισταμένη δυνάμεων) που δέχεται ένα στερεό σώμα από το ρευστό μέσα στο οποίο βρίσκεται. Αποδεικνύεται ότι η συνισταμένη αυτή έχει πάντοτε κατακόρυφο προς τα άνω κατεύθυνση, και αποτελεί επομένως μια δύναμη αντίθετη από το βάρος του σώματος.

  • Η Άνωση διακρίνεται σε στατική και δυναμική.

Πίνακας περιεχομένων

[Επεξεργασία] Στατική άνωση

Η στατική άνωση (buoyancy) περιγράφεται απο την Αρχή του Αρχιμήδη η οποία ορίζει ότι «Κάθε σώμα βυθισμένο σε ρευστό δέχεται δύναμη ίση και αντίθετη με το βάρος του ρευστού που εκτοπίζει». Η Άνωση εκφρασμένη μαθηματικά δίνεται από τον τύπο: A = ρgV όπου:

[Επεξεργασία] Παραδείγματα στατικής άνωσης

  • Ένα κομμάτι ξύλου επιπλέει στο νερό διότι η άνωση που δέχεται είναι μεγαλύτερη απο το βάρος του, λόγω του ότι η πυκότητα του είναι μικρότερη απο αυτήν του νερού. Αντιθέτως ένα κομμάτι χάλυβα δεν επιπλέει μιας και το βάρος είναι μεγαλύτερο απο την άνωση κάτι το οποίο οφείλεται στον γεγονός ότι η πυκνότητα του είναι μεγαλύτερη απο αυτή του νερού.
  • Ένας άνθρωπος επιπλέει στο νερό μόνον εφόσον βυθίσει και μέρος της κεφαλής του μιας και διαφορετικά δεν εκτοπίζει όγκο νερού, το βάρος του οποίου να είναι ίσο με το δικό του.
  • Ένα πλοίο επιπλέει, παρότι η πυκνότητα του υλικού κατασκευής του (χάλυβας) είναι μεγαλύτερη του νερού, εφόσον εκτοπίζει όγκο νερού που έχει βάρος ίσο ή μεγαλύτερο με το δικό του. Το υποβρύχιο έχει τη δυνατότητα να μεταβάλει το εκτόπισμά του με πλήρωση ύδατος ειδικών δεξαμενών που φέρει.

[Επεξεργασία] Δυναμική άνωση

Δυναμική άνωση (lift) έχουμε στην περίπτωση που το ρευστό μέσα στο οποίο είναι βυθισμένο το σώμα έχει ταχύτητα. Στην περίπτωση αυτή λόγο διαφοράς ταχυτήτων του ρευστού μεταξύ δύο πλευρών του σώματος δημιουργείται δύναμη που ωθεί το σώμα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Προφανώς για να συμβεί κάτι τέτοιο το σώμα δεν θα πρέπει να είναι συμμετρικό ή αν είναι συμμετρικό θα πρέπει να περιστρέφεται και να περι-ρέεται ταυτόχρονα απο το ρευστό. Μαθηματικά η δυναμική άνωση εκφράζεται ως:

L = \frac{1}{2} C_L \rho A U^2

όπου:

  • CL : συντελεστής άνωσης (Lift coefficient)
  • ρ: πυκνότητα ρευστού
  • Α: επιφάνεια σώματος κάθετη στη ροή
  • U: ταχύτητα σώματος ως προς το ρευστό

[Επεξεργασία] Παραδείγματα δυναμικής άνωσης

η ανωση ειναι μια εκ των δυο συνησταμενων της αεροδυναμικης δυναμης που εφαρμοζεται στο αεροδυναμικο κεντρο ενος αεροδυναμικου σωματος.Η ανωση ειναι ιση με το βαρος του αεροσκαφους οταν αυτο κινειται σε οριζοντια ευθυγραμμη πτηση, με το παραδειγμα αυτο γινεται ευκολα κατανοητο οτι, η ανωση , ειναι η κυριαρχη δυναμη μαζι με την αντισταση κατα την πτηση του αεροσκαφους. διανυσματικα η ανωση ειναι η δυναμη που ειναι παντα καθετη στο διανυσμα της ταχυτητας του αεροσκαφους.

  • Τα αεροσκάφη στηρίζονται σε αυτή την αρχή προκειμένου να απογειωθούν, να ανέρχονται, να κατέρχονται, και να διατηρούνται σε συγκεκριμένο ύψος κατά τη διάρκεια της πτήσης. Η διατομή των πτερυγίων τους είναι τέτοια ώστε στην κάτω πλευρά να αναπτύσσονται μικρότερες ταχύτητες και κατά συνέπεια μεγαλύτες πιέσεις απο ότι στην πάνω πλευρά, δημιουργόντας έτσι την άνωση.
  • Το «φάλτσο» της μπάλας κατά τη διάρκεια ενός χτυπήματος της στο ποδόσφαιρο. Καθώς η μπάλα ταξιδεύει στον αέρα (ρευστό) και περιστρέφεται ταυτόχρονα, δημιουργεί μια ζώνη με υψηλότερη ταχύτητα στην μια της πλευρά και μια ζώνη με χαμηλότερη ταχύτητα στην άλλη λόγω της περιστροφής της. Η διαφορά αυτή των ταχυτήτων συνεπάγεται διαφορά πιέσεων που ωθούν την μπάλα προς μια κατεύθυνση.