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Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle

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salve. Sono nuovo in questo forum: l'ho sempre frequentato come lettore, trovandolo estremamente utile, però ho capito che iscrivendomi e partecipando attivamente forse sarebbe stato ancora più utile! :)

Detto questo volevo sapere se qualcuno di voi poteva consigliarmi dei collegamenti di fisica e chimica (o comunque di materia scientifica) che si possono fare con lo Space Shuttle! ovviamente ciò mi serve perchè probabilmente esso sarà il mio argomento della tesina per l'esame di quest'anno!

Sicuramente farò un collegamento storico, descriverò la nave spaziale e il programma con il quale ha viaggiato, poi parlerò della cinetica dei razzi e dei materiali con cui sono fatte le varie strutture. Vi vengono in mente altri collegamenti di fisica o chimica che posso fare e che posso reperire (non ditemi cose che può sapere solo la NASA!)? Sapete consigliarmi libri (anche complicati, non ho assolutamente problemi con le materie scientifiche) che parlano di argomenti a tal proposito, oppure anche dello Shuttle stesso in ambito fisico (in ambito storico ho già fatto delle letture)?

Ringrazio in anticipo un eventuale risposta.
Buona serata!
 

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #1 il: Gio 05/03/2015, 19:01 »
Ciao,
La prima cosa che mi viene in mente:
Chimica+fisica=pile a combustibile
Ciao,
Alessandro
 

Offline Ares Cosmos

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #2 il: Ven 06/03/2015, 07:23 »
Le piastrelle ceramiche della protezione termica, la chimica dei propellenti solidi e liquidi. La fisica del volo in entrambi i sensi. Il volo orbitale stesso. Il comportamento dei fluidi in assenza di gravità. Il controllo termico della navetta...
Di materiale credo ce ne sia in abbondanza, compreso documenti tecnici e scientifici, ma credo che dovrai fare una grossa ricerca in internet per reperire tali documenti. Ti suggerisco Wikipedia, versione inglese che è più completa, alle varie voci tecniche. Alla fine delle pagine ci sono sempre i titoli dei testi presi di riferimento. Un mondo tutto da esplorare.
Visti e toccati di persona: A4, Apollo 10, Mir (mock up), Soyuz TM 34
Ares Cosmos, alias Starcruiser, alias PCC
 

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #3 il: Ven 06/03/2015, 09:15 »
Aspetti termodinamici: la quantita' di energia dissipata in calore. Lo shuttle sotto di se' aveva una'piscina' piena d'acqua per assorbire il calore, dico bene?
L'energia chimica dei propellenti cha si trasforma in energia cinetica e permette la fisica del volo,  il raggiungimento della velocita' di fuga.
« Ultima modifica: Ven 06/03/2015, 11:06 da felottina »
 

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #4 il: Ven 06/03/2015, 10:28 »

Lo shuttle sotto di se' aveva una'piscina' piena d'acqua per assorbire il calore, dico bene?

Se ti riferisci all'enorme quantità d'acqua che veniva immessa sulla piattaforma di lancio pochi secondi prima del decollo questa non aveva una funzione raffreddante ma di assorbimento delle onde acustiche.
 

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #5 il: Ven 06/03/2015, 11:06 »
Sì scusate ho fatto confusione, ho sentito parlare di quest'acqua da qualche parte (Nespoli? planetario? documentari?) e ricordavo male. Certo, è il Sound Suppression System che assorbe le vibrazioni acustiche che sarebbero in grado di distruggere il veicolo. Ed è fisica anche questa :-)
 

Offline Buzz

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #6 il: Ven 06/03/2015, 11:36 »
Direi che già ne avete dette abbastanza per una tesi di laurea, altro che una tesina di maturità :)

Per sviluppare quello che hanno scritto Felottina e Ares, secondo me il legame più evidente tra chimica e fisica sono i razzi. I propellenti erano chimici (LOX/LH2 per i motori principali, propellenti solidi per i booster, in sostanza schiume combustibili). Il che significa che si usava l'energia di una reazione chimica esotermica per generare calore (chimica), per poi trasformare quel calore in energia cinetica attraverso un ugello (termodinamica), poi trasformare l'energia cinetica del gas in uscita in energia cinetica del razzo (principio di azione reazione), trasformare una parte dell'energia cinetica del razzo in energia potenziale (aumentando di quota) e infine raggiungere in orbita una situazione di equilibrio tra forza centrifuga/accelerazione centripeta e forza di gravità (quindi equazioni del moto paragonate alla legge di Gravitazione universale). Secondo me già questo potrebbe essere abbastanza materiale per una tesina di maturità.

Per aggiungere ancora qualcosa, il controllo termico dello shuttle è di nuovo un argomento a metà tra fisica e chimica: due circuiti di raffreddamento, uno interno ad acqua, a bassa pressione e temperatura sopra lo zero, ed uno esterno a Freon, con pressioni più alte e temperature più basse. E qui la chimica entra in gioco perchè i due liquidi diversi hanno due diagrammi di stato diversi. E poi ci puoi infilare dentro i vari modi di condurre calore: lo scambio termico tra i due sistemi avveniva attraverso uno scambiatore di calore (per convezione forzata dei liquidi), mentre la dissipazione di calore verso lo spazio avveniva tramite irraggiamento dei radiatori verso il vuoto.

Un altro legame tra fisica e chimica è l'aero-termodinamica del rientro in atmosfera. A velocità ipersoniche, l'energia dissipata dall'attrito atmosferico è talmente alta che spacca i legami molecolari. Quindi quando si fa il calcolo di bilancio energetico non sono più sufficienti le normali leggi della gas dinamica, bisogna anche introdurre la chimica dei legami molecolari, perchè parte dell'energia viene dissipata così. Però questo secondo me è troppo complicato per la maturità...
« Ultima modifica: Ven 06/03/2015, 11:43 da Buzz »
Par l’espace, l’univers me comprend et m’engloutit comme un point; par la pensée, je le comprends. (Blaise Pascal).
An age is called Dark not because the light fails to shine, but because people refuse to see it. (James Michener)
 

Re:Aiuto! Collegamenti di fisica e chimica sullo Shuttle
« Risposta #7 il: Ven 06/03/2015, 15:50 »
Direi che già ne avete dette abbastanza per una tesi di laurea, altro che una tesina di maturità :)

Per sviluppare quello che hanno scritto Felottina e Ares, secondo me il legame più evidente tra chimica e fisica sono i razzi. I propellenti erano chimici (LOX/LH2 per i motori principali, propellenti solidi per i booster, in sostanza schiume combustibili). Il che significa che si usava l'energia di una reazione chimica esotermica per generare calore (chimica), per poi trasformare quel calore in energia cinetica attraverso un ugello (termodinamica), poi trasformare l'energia cinetica del gas in uscita in energia cinetica del razzo (principio di azione reazione), trasformare una parte dell'energia cinetica del razzo in energia potenziale (aumentando di quota) e infine raggiungere in orbita una situazione di equilibrio tra forza centrifuga/accelerazione centripeta e forza di gravità (quindi equazioni del moto paragonate alla legge di Gravitazione universale). Secondo me già questo potrebbe essere abbastanza materiale per una tesina di maturità.

Ci siamo scatenati :-) sì mi sembra  che così venga fuori un gran bel lavoro, mi piacerebbe poi sapere cosa ne pensa il prof (io impazzirei di gioia)