Um filete d'água e o número de Reynolds

Detalhe, o escoamento em um cilindro.
Regiões laminares e turbulentas.

Um pouco de física e quanto podemos observar o fascinante cosmos e dominarmos as coisas com razão, neste post ensaio e relembro um pouco de mecânica dos fluidos.

Vendo a água da torneira da pia escoar um "filete macio d'água" lembrei-me das aulas de Máquinas de Fluxo onde aprendi sobre o número de Reynolds que antecede os estudos de perda de energia de pressão ao longo de uma tubulação, detalhes do curso de engenharia.

O físico britânico Osborn Reynolds (1842-1912) não só observou mas parametrizou esses fenômenos dos fluidos, provou ele que existem três regimes que os fluidos escoam: laminar, transiente e turbulento.

O laminar é o que observamos em filetes de torneiras pouco abertas ou naqueles cogumelos d'água que ornamentam alguns chafarizes, arrisco até uma linguagem semiótica de tranquilidade e equilíbrio tanto que o nosso corpo tem todos os fluidos nesse regime.

O transiente é uma fase onde o regime laminar começa a se perturbar indo para um regime turbulento

O turbulento já é quando abrimos a torneira toda ou quando o regime passa a ficar perturbado, já se fala aqui de escalas industriais ou fenômenos da natureza como tempestades.

Regime laminar:  v, D, mi e rho
devem se harmonizar para que o Re seja menor que 2100.

Isso foi parametrizado pelo físico e é aplicado a qualquer fluido, seja água, óleo, mel, petróleo, ar etc.

Tal número (Re) é adimensional uma vez que todos os elementos que o resultam anulam suas unidades, foi observado que:

Re menor que 2100 resulta em regime laminar.

Re de 2100 a 4800 em transiente.

Re maior que 4800 em turbulento. Esse é o mais comum quando se trata de máquinas encontrando valores acima de um milhão.

Definições no Halliday e física.

Ensaio inspirado na leitura de 'Fundamentos da Física' de Halliday Resnick e também em trechos de 'O Tao da Física' de Fritjof Capra. (Em desenvolvimento)

Lendo as últimas páginas do livro de física 8ªEd do Halliday, que me acompanhou o inicio do curso de engenharia, notei que há uma seção sobre o Sistema Internacional de Unidade (SI) que dá as seguintes definições:

Metro:

'' ... a distância percorrida pela luz no vácuo em 1/299.792.458 de segundo." {1983)

Quilograma:

"... este protótipo [um certo cilindro de platina-irídio] será considerado daqui em diante como a unidade de massa." {1889)

Segundo:

" ... a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133." (1967)

Ampere (corrente elétrica):

" ... a corrente constante que, se mantida em dois condutores paralelos retos de comprimento infinito, de seção transversal circular desprezível e separados por uma distância de 1m no vácuo. produziria entre esses condutores uma força igual a 2x10^-7 newton por metro de comprimento." {1946)

Kelvin (temperatura)

" ... a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água." (1967)

Mol (quantidade de matéria)

" ... a quantidade de matéria de um sistema que contém um número de entidades elementares igual ao número de átomos que existem em 0,012 quilograma de carbono-l2." (1971)

Candela (intensidade luminosa)

"... a intensidade luminosa, em uma dada direção, de uma fonte que emite radiação monocromática de freqüência 540 X 10^12 hertz e que irradia nessa direção com uma intensidade de 1/683 watt por esferorradiano." (1979)

É de se notar que todas essas definições são ultra precisas, ancoradas na matéria ou em uma sensibilidade extra corpórea bem diferente do nosso cotidiano, própria dos instrumentos e não mais em um vocabulário próprio do senso comum ou mesmo dos famosos Isaac Newton, Tesla ou Thomas Edson. Certo que o senso comum tem suas falhas e que de fato é necessário um vocabulário próprio para áreas do conhecimento, mas o que também vemos a necessidade de questionamentos filosóficos sobre o que sustenta a física, ou metafísica. Acaso essa super definição não é um desejo de perfeição?