TUBI
TUBI
Fisica. - Tubi di forza. - Come è noto, una regione di spazio, finita o infinita, vuota o occupata in tutto o in parte da materia, nella quale in ogni punto sia definita una grandezza vettoriale (per es. una forza, una velocità, un'intensità di corrente) si chiama campo vettoriale. Di un campo vettoriale si dà generalmente una rappresentazione assai utile ed espressiva, ricorrendo alle linee di forza o linee di campo. Queste si costruiscono (idealmente) nel modo seguente: preso un punto qualsiasi del campo si consideri il vettore relativo a questo punto; ci si sposti poi da quel punto a un altro infinitamente prossimo, lungo il vettore ora considerato. In quel punto sarà definito un nuovo vettore che, per grandezza e direzione, differirà di infinitamente poco dal vettore precedente. Nella direzione di questo nuovo vettore spostiamoci ancora di infinitamente poco e consideriamo ancora il vettore passante per questo terzo punto e così via. Noi arriveremo a costruire così una curva che estendendosi nei due sensi rispetto al punto inizialmente considerato (naturalmente a partire dal punto iniziale e secondo la direzione del vettore si può procedere o secondo il verso di questo o nel verso opposto) si estenderà fino ai limiti del campo.
Una tale linea si chiama linea di forza e di linee di forza ve ne sono infinite, una e una sola per ogni punto del campo, salvo eventuali punti o regioni singolari nel campo considerato. Una linea di forza è caratterizzata dal fatto che in ogni punto la sua tangente ha la stessa direzione (e definisce quindi la direzione) della grandezza vettoriale in quel punto. Un fascio di linee di forza o più propriamente l'insieme delle linee di forza che si appoggiano su (passano per) i punti di una linea chiusa qualsiasi tracciata nel campo, si chiama tubo di forza.
L'esame e la considerazione dei tubi di forza riesce spesso molto utile nello studio dei campi di forza e nell'enunciazione di principî generali relativi a questi, quando si introduca con essi il concetto tanto usato di flusso di forza. Così per es. si incontrano con grande frequenza dei campi nei quali il flusso di forza lungo un tubo di forza è costante. Tali campi si dicono solenoidali (da σωλήν "tubo"). Sono solenoidali il campo elettrico e quello gravitazionale, rispettivamente in regioni di spazio prive di cariche o di masse; è sempre solenoidale il vettore induzione magnetica, è solenoidale il vettore velocità nello studio del moto di un fluido incompressibile, ecc.
In un campo solenoidale, se si considerano due sezioni qualsiasi di un tubo di forza, il flusso entrante (nel senso della forza o vettore) in una di queste sezioni, è pari a quello uscente dall'altra. Se si considera un tubo di forza assai sottile e due sezioni rette di esso, si trova che l'intensità (media) della forza (la grandezza media del vettore) in ognuna di queste è inversamente proporzionale alle sezioni medesime. Per maggior chiarezza conviene riferirsi ai concetti idrodinamici che hanno dato origine a queste denominazioni e in particolare ai cosiddetti tubi e filetti fluidi e al flusso del vettore velocità che, nel caso di un fluido poco compressibile, è in diretta relazione con la quantità di fluido che attraversa una data superficie in un dato tempo.
La parola "tubo" s'incontra poi molto spesso in un libro di fisica, dai tubi sonori (v. acustica) ai tubi elettronici (più comunemente valvole radioelettriche) e da questi ai modernissimi tubi per le alte tensioni impiegati nelle disintegrazioni artificiali della materia (v. nucleo). V. anche: oscillografo; plücker; raggi x; termoionici, fenomeni.