Pressione dell'aria all'interno di una stazione spaziale

Novembre 11th, 2021 | by Marcello Colozzo |

stazione spaziale,forza centrifuga, gravità
Fig. 1

Esercizi di Meccanica dei fluidi elaborati dell'ing. Giorgio Bertucelli.

Esercizio
Una stazione spaziale, riempita d'aria, ha la forma di un cilindro di raggio R0 e lunghezza L. Il cilindro ruota attorno al suo asse ad una velocità angolare ω per fornire alla sua parete interna un'accelerazione g pari a quella presente sulla superficie terrestre. Se la temperatura T si mantiene costante come varia la pressione dell'aria dal centro alla parete del cilindro?

Soluzione

Seguendo la fig. 1 scriveremo la condizione di equilibrio fra forza di pressione e forza centrifuga:


dove ρ è la densità dell'aria.

Segue


Ricaviamo la densità dall'equazione di stato dei gas perfetti:


Quindi

Osserviamo che alla parete è ω²R0=g; dunque:

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