La Fisica nel Pallone: il Cucchiaio di Pirlo e l’Effetto Magnus – Pt.2

Rieccoci qua! Sergio Ramos legge la prima parte di questo articolo ed espirato da essa decide di battere anche lui come il compare Pirlo un rigore a cucchiaio!

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La Fisica nel Pallone: il Cucchiaio di Pirlo e l’Effetto Magnus – Pt.1

Riprendiamo il nostro discorso sull’interessantissimo fenomeno.

Nella prima parte dell’articolo, si era detto che, la questione del Tiro ad Effetto venne risolta nella seconda parte dell’Ottocento dal Fisico Tedesco Heinrich Gustav Magnus (1802-1870), da cui successivamente ha preso il nome il fenomeno.  Magnus condusse tutta una serie di esperimenti tra cui quella più nota è quella del Cilindro Rotante (intorno al proprio asse) Sospeso in una Corrente Fluida. Risultato: la presenza di una Forza che spingeva Verso l’Alto nel caso di Rotazione Retrograda e viceversa, di una Forza che verso il Basso nel caso di Rotazione in Avanti.

L’Effetto Magnus, è il responsabile della variazione della traiettoria di un corpo rotante in un fluido in movimento. Esempi tipici di tale effetto come visto nella prima parte dell’articolo, sono dati dai Colpi in Topspin nel Tennis ed i Tiri ad Effetto nel gioco del Calcio: colpendo la palla “di taglio” il calciatore le imprime una Rotazione sull’Asse che determina la più o meno accentuata incurvatura della traiettoria (che è funzione della Velocità Angolare che agisce sull’oggetto).

Come anticipato, le condizioni necessarie perché nel calcio si verifichi il fenomeno è che ci interessa sono due: la Rotazione del Pallone in Volo e la Presenza dell’Aria.

Un Corpo in Rotazione in un Fluido trascina con sé lo strato di fluido immediatamente a contatto con esso, e quest’ultimo, a sua volta, trascina con sé lo strato attiguo: attorno al Corpo Rotante si formano così Strati di Fluido Rotanti su Circonferenze Concentriche.

Si consideri il pallone  in figura che viaggia con direzione orizzontale da destra a sinistra, il Vettore Velocità disegnato è coerente con questa ipotesi. Si supponga inoltre di avere una Rotazione in Avanti ed un Asse di Rotazione Parallelo al Suolo .

In basso, dove la Superficie della Sfera e l’Aria “scorrono” nello Stesso Verso, il Fluido (ovvero l’Aria)  viene Accelerato (cioè la sua Velocità aumenta) dalla  Rotazione in Avanti dalla Superficie.

In alto invece, avviene invece l’opposto:  la Superficie della Sfera e l’Aria “scorrono” in Verso Opposto, pertanto il Fluido (ovvero l’Aria)  viene decelerato (cioè la sua Velocità diminuisce) dalla  Rotazione in Avanti della Superficie.

Per il Teorema di Bernoulli ( il quale descrive il fenomeno per cui in ogni Fluido Ideale, per ogni Incremento della velocità si ha simultaneamente una Riduzione di Pressione) risulta che la Differenza di Velocità fra il Fluido ai Lati Opposti della Sfera genera una Differenza di Pressione: la Pressione del fluido in Alto è maggiore della Pressione del Fluido in Basso, pertanto sulla Sfera agisce una Forza Perpendicolare alla Direzione del Moto Orientata Verso il Basso.

In conclusione, in questo caso, il Fluido Rallenta in Alto ed accelera in Basso, con il risultato che la  Differenza di Pressione genera una cosiddetta Portanza Negativa, ovvero diretta verso il basso.  Questa situazione è detta in FluidodinamicaTop-Spin. Questo effetto è molto usato nel Tennis, nel Ping-Pong e nella Pallavolo per le Schiacciate o le Battute Alte in Salto. Nel Calcio una Punizione battuta in Top-Spin può dunque sorprendere il Portiere Avversario dato che, a causa della Portanza Negativa, la discesa del Pallone è più rapida di quanto ci si aspetterebbe in base all’azione della sola Forza di Gravità.

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Una risposta a La Fisica nel Pallone: il Cucchiaio di Pirlo e l’Effetto Magnus – Pt.2

  1. andrea scrive:

    Grande Pirlo! Forza Italia!!!