{"id":17754,"date":"2015-07-18T07:47:24","date_gmt":"2015-07-18T05:47:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=17754"},"modified":"2015-07-18T07:47:24","modified_gmt":"2015-07-18T05:47:24","slug":"leffetto-del-pallone-che-fa-muovere-le-navi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=17754","title":{"rendered":"L’effetto del pallone che fa muovere le navi"},"content":{"rendered":"

\"Magnus<\/a><\/p>\n

Vieni, dunque, sulla cima della diga Gordon in Tasmania fino a 126,5 metri da terra, con lo scopo di raggiungere una meta totalmente senza precedenti. Essere il primo uomo, donna o bambino, ad aver scagliato con estrema sicurezza il proprio pallone da basket da una simile altitudine, con lo scopo non del tutto ragionevole di fare centro in un canestro davvero lontano. Per\u00f2 sappi questo: che la scienza, nonostante il senso del tuo gioco\u00a0e forse proprio in conseguenza di una simile arroganza, gi\u00e0 si appresta a fare centro in mezzo alle tue orecchie, che sarebbe come a dire, resta pronto alla rivelazione. Di un oggetto sferoidale, come quello, che cade, cade, trasportato via dal vento. Eppure finisce sempre grossomodo nello stesso punto, fino a che…Si. Esattamente come dimostrato\u00a0dai ragazzi del collettivo\u00a0How Ridiculous<\/em>, detentori a partire dallo scorso 14 giugno del bizzarro record in questione, ad un certo punto ti viene in mente d’imprimere una rotazione perpendicolare al suolo\u00a0a questo semplice attrezzo sportivo, vedendolo scappare quindi verso l’orizzonte, rimbalzando quattro volte nel bacino sottostante. Incredibile! Pensaci, non \u00e8 inaudito: il calciatore che vuole ingannare il portiere della squadra avversaria, cosa mai potrebbe fare, se non colpire la sfera con la punta ben piazzata su di un lato, costringendola a ruotare su se stessa…E se ci\u00f2 avviene in senso orario, la traiettoria del tiro \u00e8 destinata a dirigersi verso destra. Come chiaramente, si verifica il contrario se vai contro l’orologio. Ma sai dare un nome, a tutto questo? Voglio dire, a parte “palla curva”. Soltanto uno scienziato, a conti fatti poteva\u00a0risolvere il problema.
\n\u00c8 un’immagine cos\u00ec dannatamente facile da sottovalutare: Isaac Newton che giace, appoggiandosi con la sua schiena al tronco di quell’albero fatale della tenuta di Woolsthorpe. La mela ormai matura che oscilla lievemente a causa del soffio del vento, quindi si piega da una parte, d’improvviso, e cade. Di certo, un uomo\u00a0intuitivo e geniale non pu\u00f2 aver intuito l’esistenza\u00a0della gravit\u00e0 “soltanto” da una simile, insignificante facezia? Chiss\u00e0 quanti esperimenti, allestiti\u00a0in condizioni diurne come a luce di candela, condotti tra le alte mura dell’Universit\u00e0 di Cambridge oppure via, lontano dallo sguardo dei colleghi potenzialmente invidiosi, doveva aver condotto fino a quel momento! Con quali astrusi calcoli, ormai persi al mondo e frutto della controversa analisi matematica, teoricamente ancora non “inventata” dal tedesco\u00a0Gottfried Wilhelm von Leibniz, doveva aver incolonnato\u00a0per comprendere la verit\u00e0…Fatto sta che l’attrazione di ogni astro dell’allora recente visione copernicana, assieme a numerose altre norme ormai acclarate di fisica, astronomia e dinamica dei corpi in movimento, fu alla base della sua prima\u00a0grande pubblicazione in tre libri, i\u00a0Philosophiae Naturalis Principia Mathematica<\/em>\u00a0(1687) come pure\u00a0che, a partire da quel giorno, ogni qualvolta gli venisse posta la domanda, il professore e filosofo di larga fama (secondo alcuni, il primo vero scienziato della storia) era solito rispondere con una sorta di monologo, riportato ad esempio in un manoscritto del collega William Stukeley nel 1752: “Perch\u00e9 la mela cade verso il suolo\u00a0e non fluttua, invece, verso l’alto? Dev’esserci qualcosa che la attrae. E la somma di tutte le forze\u00a0generate dalla Terra deve in qualche maniera convergere nel centro del pianeta, altrimenti il frutto cadrebbe di lato, niente affatto perpendicolarmente. Inoltre, tale impulso deve essere proporzionato alla materia. In quanto\u00a0se la Terra attrae una mela, mio interlocutore, stai sicuro anche di questo: anche la mela, a sua volta, attrae la Terra.” Eureka! Questa \u00e8 forse la ragione di ogni cosa, a ben pensarci. Terza\u00a0legge della dinamica, dal primo libro dei Principia<\/em>: “Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.” Ecco qui un assioma quasi filosofico, che pu\u00f2 trovare applicazione in campi umanistici come la psicologia, la sociologia, l’economia. Ma che soprattutto si ritrov\u00f2 riconfermato, ad ogni osservazione successiva delle cose naturali. Inclusa quella, risalente a quasi due secoli dopo (1852) del polimata dell’Universit\u00e0 di Berlino, esimio Dr.\u00a0Heinrich Gustav Magnus, colui che ebbe l’occasione di mettere nero su bianco\u00a0per primo uno studio della ragione per cui, fin dall’alba dei tempi, tutti i palloni tendono a volare. A margine del quale dato, come\u00a0spesso capita, qualcuno \u00e8 pronto a giurare che in effetti proprio il solito Newton questa cosa l’avesse gi\u00e0 notata, citando a pi\u00f9 riprese\u00a0“Il moto della palla sui campi da tennis a Cambridge”. Esiste\u00a0dunque qualsivoglia cosa, che fosse al di l\u00e0 della gravitazione\u00a0di quell’uomo dalla splendida parrucca bianca?<\/p>\n

Ma la storia avrebbe dato poi ragione al successore. Chiamiamola, se vogliamo, una ragione scaturita dalle circostanze. Figlio di un ricco banchiere e fratello di un ritrattista di fama,\u00a0Magnus rientrava in quella categoria d’individui che sanno mettere a frutto il proprio patrimonio di famiglia, creando un l\u00e0scito davvero duraturo. Costui infatti non soltanto giunse a pubblicare ben 84 articoli riconosciuti dalla prestigiosa, Royal Society di Londra,\u00a0principalmente nel campo della chimica, ma istitu\u00ec un laboratorio a Berlino tra i pi\u00f9 attrezzati e funzionali al\u00a0mondo, aperto a chiunque tra i suoi studenti riuscisse a proporgli un soggetto meritevole di approfondite ricerche. Tale risorsa scientifica, gestita privatamente fino al giorno della sua morte, venne poi lasciata in eredit\u00e0 alla principale universit\u00e0\u00a0della Germania, diventando il punto di partenza di molti scienziati di larga fama, tra cui Rudolf Clausius, Gustav Wiedemann e\u00a0Hermann Helmholtz. Ma la sua principale via d’accesso alla celebrit\u00e0 imperitura non fu tanto questo nobile gesto, quanto quello quasi accidentale di essersi interessato, per un breve periodo, al comportamento dei\u00a0corpi sferoidali in volo, che si trattasse di palle, palloni o proiettili di moschetto.
\nMagnus aveva fu infatti il primo a notare formalmente, e descrivere approfonditamente, il modo in cui simili oggetti vorticando riuscissero a trascinare letteralmente l’aria nel corso del proprio passaggio, attirandola quindi nel senso della rotazione. Il che porta, sostanzialmente, alla creazione di una turbolenza e il conseguente spostamento del bolide nel senso opposto a quello del vuoto residuo, come da applicazione della III legge di Newton gi\u00e0 citata. Notazione, questa, che difficilmente sembrava poter trovare un applicazione nel mondo dei problemi reali del mondo, al di l\u00e0 forse di chi giocava a calcio, tennis e studiasse il modo migliore di colpire un soldato nemico\u00a0con un fucile da cecchino. Ma in effetti, sai in che cosa dovremmo confidare, oltre al cervello degli scienziati? Facilissimo: la visione degli ingegneri.<\/p>\n

\"Rotor<\/a>
La E-Ship 1 (2010) \u00e8 una nave da trasporto della compagnia tedesca attiva nel campo delle energie alternative Enercon. I suoi quattro rotori, in grado di ottimizzare i consumi del motore diesel, costituiscono una significativa applicazione moderna dell’effetto Magnus.<\/figcaption><\/figure>\n

La prima dimostrazione pratica che\u00a0l’effetto Magnus non serviva solamente a simili facezie si ebbe soltanto negli anni ’20 dello scorso secolo, a s\u00e8guito di quando\u00a0il genio della meccanica ed inventore Anton Flettner (1885-1961) con un’altra sinergia di portata e stile assolutamente newtoniani, si era trovato in spiaggia, in vacanza con la moglie Lydia Freudenberg Flettner. E discutendo con quest’ultima, si ritrov\u00f2 a spiegargli giocosamente il senso ed il funzionamento dell’effetto Magnus, usando un po’ di sabbia fatta scivolare tra le dita. Fu allora, secondo la leggenda, che gli venne l’intuizione: un simile principio\u00a0poteva giungere a spostare una quantit\u00e0 d’aria\u00a0niente affatto indifferente. Sarebbe stato possibile, a conti fatti, impiegarlo per far muovere un’imbarcazione? Senza perdere tempo, quindi, l’uomo\u00a0brevett\u00f2 l’idea. Quindi, con l’assistenza dei cantieri navali a partecipazione governativa\u00a0Friedrich Krupp Germaniawerft, acquist\u00f2 uno schooner<\/em> (grossa barca a vela) che fece riconfigurare tramite l’inclusione di due cilindri alti 15 metri i quali, ruotando vorticosamente grazie alla spinta di un apposito motore da appena 50 cavalli di potenza, avrebbero replicato su scala infinitamente pi\u00f9 grande l’effetto precedentemente osservato sulle palle in volo da Newton e Magnus. L’imbarcazione venne battezzata come Buckau\u00a0e riusc\u00ec nell’impresa non facilissima di attraversare il Mare del Nord da Danzica in Polonia alla Scozia nel corso del suo primo vero viaggio di prova. I cilindri si dimostrarono straordinariamente validi allo scopo, non soggetti a grosse problematiche in caso di mare tempestoso e soprattutto in grado di viaggiare addirittura contro la direzione del vento, con un’efficienza che quel particolare schooner<\/em>\u00a0non aveva mai conosciuto prima di allora. Flettner tuttavia, sempre in cerca di margini di possibile miglioramento, si rese conto che il motore collegato al sistema dei due vedeva una buona parte della sua potenza vanificata\u00a0dal\u00a0sistema inadeguato delle cinghie di trasmissione. Cos\u00ec, rivedendo il progetto tramite l’inclusione di un ulteriore propulsore dedicato in esclusiva al secondo cilindro, ribattezz\u00f2 la barca\u00a0Baden-Baden, dal nome di una citt\u00e0 turistica sui margini della Foresta Nera,\u00a0visitata nel corso dei suoi molti viaggi. Il nuovo natante si rivel\u00f2 talmente valido da effettuare senza grosse difficolt\u00e0 l’attraversamento dell’Atlantico fino al Sud America, giungendo nel 1926 fino a New York dopo una lunga e avventurosa\u00a0crociera. Si dice tuttavia che nella sua nuova configurazione, non fosse pi\u00f9 economico di un normale motore ad elica, e il progetto venne dunque gradualmente abbandonato dalla Germaniawerft. Il che non scoraggi\u00f2 minimamente\u00a0Flettner, che anzi continu\u00f2 a cercare valide applicazioni per il suo beneamato effetto Magnus, che lo portarono metaforicamente a solcare i cieli del possibile, con un qualcosa di estremamente simile a questo:<\/p>\n

\"Flettner<\/a>
Questo modellino, trovato sul canale di YouTube di FischAirVideo, \u00e8 una dimostrazione pratica del probabile funzionamento di uno degli aeromobili di Flettner, di cui ad oggi restano soltanto alcune fotografie.<\/figcaption><\/figure>\n

Ebbene, si: \u00e8 possibile immaginare il caso di un pallone che ruota in modo talmente vorticoso,\u00a0o ancor meglio un rullo, da sconfiggere la stessa forza che attir\u00f2 la mela cardine della questione.\u00a0E anche se una coppia di rulli, naturalmente, genera pi\u00f9 attrito di un’ala aerodinamica, parimenti risulta aumentata di molto la sua capacit\u00e0 di portanza. Questo perch\u00e9, come dimostrato anche dal moto dei palloni ad effetto, la spinta generata dall’effetto Magnus \u00e8 sempre perpendicolare al senso di marcia, ovvero in questo caso, direzionato verso il suolo. Un simile artificio si vede applicato, ad esempio, anche nel campo del tiro ad aria compressa, i cui pallini, occasionalmente, vengono fatti ruotare vorticosamente su loro stessi, tramite l’impiego di un dispositivo nella canna dell’arma detto hop-up<\/em>. Con conseguente aumento significativo della distanza percorsa dal proiettile. Ma non \u00e8 tutto guadagno: nel caso di un aeromobile, che non pu\u00f2 essere fatto girare su stesso, si genera una significativa instabilit\u00e0 dell’insieme, che tender\u00e0 sempre a puntare con il muso verso l’alto, fino ad andare in stallo. Forse proprio a margine di una simile problematica, lo stesso Flettner fu anche l’inventore del compensatore aeronautico (il cosiddetto trim<\/em>) che oggi permette d’impostare la posizione neutrale dei comandi della cloche, attraverso alcune\u00a0superfici mobili sulle ali. Mentre il costruttore del modellino qui mostrato, eliminando il problema alla radice, ha invece deciso di aggiungere una seconda coppia di rulli, fatti roteare in senso contrapposto.
\nL’effettivo successo di questi bizzarri aerei a misura reale fu trascurabile, dato che\u00a0in effetti non abbiamo neanche un singolo resoconto di un volo realmente effettuato da Flettner o i suoi incaricati. Mentre sappiamo che il primo, a seguito di simili esperienze, avrebbe intrapreso una lunga carriera a capo della Flugzeugbau GmbH, assistito dalla valida visione finanziaria della moglie Lydia Freudenberg. Specializzato nella costruzione di\u00a0elicotteri dotati di\u00a0due rotori sovrapposti (anche detti\u00a0synchropters<\/em>) al sopraggiungere della seconda guerra mondiale venne inserito nella logica della macchina da guerra tedesca, per la quale progett\u00f2 e fece costruire alcuni validi mezzi di avvistamento navale. Proprio in funzione di questi loro ineccepibili\u00a0traguardi Flettner e la moglie, che erano ebrei, vennero personalmente fatti emigrare in Svezia dal gerarca nazista Himmler,\u00a0sotto la cui supervisione continuarono ad assistere a distanza la divisione di ricerca della Luftwaffe. Al termine della guerra, brevemente detenuto presso il castello di\u00a0Kransberg, venne quindi fatto trasferire in America nel corso dell’Operazione Paperclip,\u00a0<\/em>che port\u00f2 numerosi pionieri della missilistica, dell’aviazione e della medicina sotto l’egida della nuova superpotenza, disposta a perdonare tutto e tutti, purch\u00e9 fosse funzionale ad acquisire nuovi presupposti di vantaggi tecnologici contro i possibili avversari.
\nTra i grandi personaggi in grado di applicare la sua visione pratica dell’effetto Magnus, va certamente citato il biologo e documentarista\u00a0Jacques-Yves Cousteau, che nel 1983 si fece costruire la celebre nave Alcyone, dotata di versioni\u00a0modificate dei due cilindri originali della Baden Baden, attentamente\u00a0riprogettati\u00a0per incanalare e mettere a frutto la forza diretta del vento. In un futuro in cui i carburanti fossili saranno sempre pi\u00f9 rari e costosi, artifici come questi si potrebbero rivelare assolutamente fondamentali\u00a0per la sopravvivenza dell’intera umanit\u00e0.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Vieni, dunque, sulla cima della diga Gordon in Tasmania fino a 126,5 metri da terra, con lo scopo di raggiungere una meta totalmente senza precedenti. Essere il primo uomo, donna o bambino, ad aver scagliato con estrema sicurezza il proprio pallone da basket da una simile altitudine, con lo scopo non del tutto ragionevole di … Leggi tutto<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[1067,91,321,167,570,898,412,151,71,97,126,333],"class_list":["post-17754","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-dighe","tag-fisica","tag-germania","tag-ingegneria","tag-navigazione","tag-palle","tag-record","tag-sport","tag-storia","tag-tecnologia","tag-trasporti","tag-volo"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17754","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=17754"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17754\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":17758,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17754\/revisions\/17758"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=17754"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=17754"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=17754"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}