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La fisica del movimento spiegata con un gioco (conosciuto alle Vigiliane): studio di un team trentino pubblicato su Plos One

Autori dell'articolo, oggi sulla rivista scientifica, sono i professori dell'Università di Trento Claudio Della Volpe e Stefano Siboni, assieme a Marica Broseghini e Clara Ceccolini. Il focus sul notched stick

Foto Giovanni Cavulli
Pubblicato il - 27 giugno 2019 - 11:42

TRENTO. Quando un gioco serve a capire la realtà, quando un passatempo per bambini (notato alle feste Vigiliane) permette di studiare fenomeni fisici: è successo all'Università di Trento e i risultati del lavoro sono confluiti in un articolo, pubblicato oggi da Plos One.

 

Il titolo del paper è "The notched stick, an ancient vibrot example" (è disponibile qui) ed è stato scritto dai professori del Dicam (Dipartimento di ingegneria civile, ambientale e meccanica) Claudio Della Volpe e Stefano Siboni, con Marica Broseghini (prima dottoranda, ora ricercatrice all'Institute of coastal research del Helmholtz-Zentrum di Geesthacht) e Clara Ceccolini (allora laureanda triennale, ora alla magistrale di Energetica). I risultati che riporta aprono la strada allo sviluppo di nuove tecnologie per l'industria in grado di trasformare la vibrazione in energia meccanica.

 

Ma di cosa parliamo? Il notched stick, conosciuto anche con tanti altri nomi (tra cui hui game, girigiri-garigari, gee-haw whammy diddle, bozo-bozo) e diffuso soprattutto in Asia, è un gioco di legno basato su alcune leggi fondamentali della fisica. È oggetto di studi scientifici da oltre 80 anni. 

Il funzionamento del notched stick è solo apparentemente banale: l'asticella si mette a girare come un'elica quando il pezzo di legno, su cui è fissata, viene fatto vibrare. In questo meccanismo trovano infatti dimostrazione alcune leggi fondamentali della fisica. Il primo studio dedicato a questo gioco risale al 1937.

L'articolo uscito oggi, giovedì 27 giugno, su Plos One prende spunto dalle feste Vigiliane (l'edizione 2019 si è conclusa proprio ieri, qui articolo): tre anni fa era infatti presente un falegname locale, Silvio Menestrina di Aldeno, con i suoi manufatti. "Rimasi molto colpito da quel piccolo gioco di legno, pensavo ci fosse un trucco" racconta oggi Claudio Della Volpe. "Quando ho capito che era la vibrazione a far girare l'elica ho pensato che, attraverso questo gioco, avremmo potuto spiegare in modo semplice le leggi sulla fisica che regolano il movimento e le condizioni che permettono la conversione di vibrazioni meccaniche in un movimento rotatorio".

Così, partendo da un gioco e da un'intuizione, il gruppo di ricerca è arrivato a risultati che aprono la strada allo sviluppo di nuove tecnologie per l'industria. "Lo studio del modo in cui il notched stick converte una forza vibrante in un movimento rotatorio - continua spiega Della Volpe - permette di studiare lo sviluppo di nuove tecnologie capaci di trasformare anche le vibrazioni acustiche in energia meccanica. Un esempio di applicazione? Facilitare l'avvitamento delle viti comuni o impedirne l'allentamento".


Il lavoro del gruppo di ricerca si è articolato in tre fasi: prima un'analisi qualitativa di alcuni modelli di gioco, poi la dimostrazione sperimentale (documentata attraverso una serie di video) del loro funzionamento, infine la descrizione del processo attraverso alcune equazioni matematiche.

 

Dal lavoro condotto emerge che non ha importanza la forma dei pezzi del gioco (possono essere a base quadrata, rettangolare o circolare), né il materiale usato (legno, plastica, metallo). Questi dettagli non cambiano infatti il meccanismo che porta le vibrazioni a trasformarsi in movimento rotatorio. Il dispositivo si comporta un po' come il vecchio hula hoop, un altro gioco comune basato su una fisica complessa, ma in questo caso l'asse è orizzontale.

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