Il Bolognino

Martedì, 20 Agosto 2013 11:32

Battila tu che sai dare l'effetto!

Scritto da  Scientificast

Ci sono grandi talenti, in giro. Non sono solo scienziati, musicisti, architetti o medici, però. Il talento lo hanno tutti quelli che, nel loro lavoro, riescono con naturalezza e facilità a fare quello che tutti gli altri inseguono per tutta la vita. Tipo Adrian Newey quando disegna le macchine da corsa, ad esempio. O Roberto Carlos quando batte le punizioni. Ce n’è una particolarmente famosa, era un’amichevole Francia-Brasile, giocata il 3 giugno 1997 a Lione: Roberto Carlos tirò da 35 metri, la velocità iniziale del pallone fu stimata in 115 chilometri orari e il portiere francese Fabien Barthez rimase immobile, convinto che sarebbe andata ampiamente a lato. In effetti, se il pallone fosse andato dritto, sarebbe uscito di oltre 4 metri, più di metà della larghezza della porta. Roberto Carlos, però, aveva un talento straordinario nel dare l’effetto.

 

 Noi tutti, calciatori da partita scapoli-ammogliati, ci siamo chiesti come si fa a dare un effetto così al pallone. Qualche scienziato ci ha pensato su e ha capito parecchie cose. Innanzi tutto, il pallone si muove nell’aria. Un corpo che si muove in un fluido genera turbolenza, al di sopra di una certa velocità, oppure attraversa il fluido “tagliandolo”, se si muove abbastanza lentamente. Per un pallone da calcio, la velocità di transizione tra il regime laminare e quello turbolento è intorno ai 70 chilometri orari. Il valore esatto dipende da tante cose, la temperatura e l’umidità dell’aria, le dimensioni del pallone, quanto il pallone è liscio… ma non cambia di più di una decina di chilometri all’ora. Finché il moto è turbolento, il pallone tende ad andare dritto: tutto intorno a lui si formano turbini d’aria, più o meno uguali su ogni lato, quindi non ha alcun motivo per girare a destra piuttosto che a sinistra.

Il pallone, però, è piuttosto leggero, quindi la resistenza dell’aria tende a farlo rallentare rapidamente. Quando il regime diventa laminare, l’aria smette di formare vortici intorno al pallone, e inizia piuttosto a scivolare sulla sua superficie. In questo regime, a seconda di come ho calciato, il pallone si comporta diversamente. Se l’ho colpito con la punta o con il collo del piede, non ruoterà su se stesso, durante il moto: in questo caso, si comporterà come un sasso, andrà più o meno dritto e percorrerà una traiettoria parabolica essendo soggetto alla forza di gravità terrestre. Il pallone, però, si colpisce raramente di collo e ancora più raramente di punta. Molto più spesso si colpisce con l’interno o con l’esterno del piede. In quella sera di giugno, Roberto Carlos colpì con l’esterno del piede sinistro*. Vista dal basso, la palla, oltre a muoversi in direzione della porta, ruotava molto velocemente su se stessa in senso orario.

Se il pallone non gira, l’aria intorno a lui si apre simmetricamente e lui procede dritto.

Se il pallone gira, trascina l’aria, a causa dell’attrito, spingendone più da un lato che dall’altro. Questo fenomeno si chiama effetto Magnus. Dal lato dove c’è più aria, questa deve muoversi più velocemente, rispetto al pallone: è come se dividessimo dell’acqua in due tubi uguali, ma ne mandassimo di più in uno che nell’altro. A questo punto, sul lato dove l’aria scorre più velocemente, ci sarà una pressione inferiore, a causa della legge di Bernoulli. Questa legge rappresenta la conservazione dell’energia per un fluido in movimento, se accelera, perde pressione e viceversa: è più semplice da capire che da pronunciare. Ma se la pressione è più alta su un lato del pallone che sull’altro, allora il pallone stesso sente una forza che lo fa deviare di lato.

Se il pallone gira, trascina più aria da una parte che dall’altra a causa dell’attrito.

Quando il pallone parte, quindi, procede quasi dritto finché non rallenta tanto da vedere un flusso d’aria laminare intorno a sé. Di lì, inizia a girare nella stessa direzione verso cui ruota su se stesso: questa forza dipende dalla velocità di rotazione, che cambia lentamente, mentre la velocità di traslazione diminuisce abbastanza rapidamente. Per questo, il pallone segue una traiettoria che devia sempre di più via via che si avvicina alla porta, una specie di spirale. Imprendibile, per il povero Barthez.

La traiettoria del pallone di Roberto Carlos (linea continua) e la traiettoria di un pallone calciato nello stesso modo, ma senza effetto Magnus (linea tratteggiata).

* Per ragioni imperscrutabili, in Brasile c’è una lunga tradizione di giocatori mancini bravissimi a battere i calci di punizione in quel modo, di esterno sinistro. Loro dicono “con le tre dita”, cioè con le ultime tre dita del piede. Forse, tra qualche migliaio di anni, la scienza avrà raggiunto vette di conoscenza abbastanza alte da saperci dire perché, pur essendo i destri molto più numerosi dei mancini, nessuno ha mai pensato di usare le tre dita del piede destro.

PER APPROFONDIRE:
L’effetto Magnus su Wikipedia
Un articolo sulla fisica del calcio (in inglese)
Un articolo (serissimo) sulla meccanica di sfere rotanti in moto (in inglese)
Un articolo sulla dinamica dei palloni da calcio (in inglese)

 

di Andrea Bersani.

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Letto 1514 volte Ultima modifica il Martedì, 27 Agosto 2013 17:32

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LewisSmall
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