Un fresbee, un lago ghiacciato e una macchina fotografica. E qualcosa di straordinario accade. Quali lezioni di fisica, infatti, possiamo imparare da un video registrato un pomeriggio, pattinando nel Maine, negli Stati Uniti?
In questa regione, su un bellissimo lago ghiacciato, un disco penetra la superficie come una freccia. “Si fermerà“, penserete più e più volte guardando il video, ma non è così. Il disco va avanti per decine di metri, guidato come per magia. Questo video è in Internet da quando Shea Gunther l’ha pubblicato sul suo canale YouTube l’anno scorso. Quali forze “misteriose” sono dietro questa curiosità?
Disco rotante
Il video mostra Shea accanto a un compagno che pattina sul lago mentre registrano il curioso fenomeno. Il disco ruota mentre avanza sul ghiaccio, senza cadere. Perché succede? In primo luogo, il vento lo guida, quindi il disco funge da vela. Ciò produce una spinta in avanti che trascina il disco. Quando non c’è attrito contro il terreno (o praticamente è inesistente), il disco non viene frenato e prosegue in avanti.
Ma perché si alza? Probabilmente se il disco non potesse girare, cadrebbe a causa del piccolo attrito. Tuttavia, c’è un’altra forza che agisce su di esso. La forza giroscopica che appare quando il disco si muove mantiene il momento angolare. E con la conservazione del momento angolare, viene preservata anche la situazione del sistema. Vale a dire, il disco non cade. Questo accade perché non ci sono altre forze abbastanza forti da modificare il sistema.
Se ci fosse qualcun altro a disturbarne il movimento, il disco sarebbe probabilmente caduto e trascinato sulla sua base più ampia, cioè la più stabile. Ma, mentre gira, questo effetto giroscopico, lo stesso che fa alzare una trottola, è responsabile dell’avanzamento del disco.
Questo stesso fenomeno è quello che ci garantisce di non cadere quando andiamo in bicicletta o in moto. Tuttavia, quando ci fermiamo, improvvisamente, tutta quella forza che sembra tenerci in stato di suspense scompare ed è molto più facile cadere, quindi dobbiamo usare movimenti brevi e rapidi per mantenere l’equilibrio.
Questo, probabilmente, è uno dei fenomeni più comuni e sorprendenti. Grazie ad esso, esistono molti sensori relativi alla navigazione, agli aeroplani, agli smartphone o alle telecamere giroscopiche, per non parlare dei veicoli a due ruote (o praticamente di tutto ciò che gira). E questo fa della natura, a volte, una cosa impressionante nella sua semplicità.
