Un gruppo di studenti del primo anno della Roskilde University, supervisionato dalla dottoressa Tina Hecksher, hanno dimostrato che i palloncini pieni d'acqua si comportano in modo molto simile a minuscole goccioline d'acqua, facendoli rimbalzare su un letto di chiodi.

Il loro lavoro, pubblicato oggi su Giornale Europeo di Fisica in collaborazione con la professoressa Julia Yeomans dell'Università di Oxford, è stato ispirato da uno dei precedenti articoli del professor Yeomans che studiava le goccioline d'acqua che rimbalzano su superfici idrofobiche modellate con reticoli di pali su scala submillimetrica.

Il dottor Hecksher ha dichiarato:"Volevamo sapere se il cosiddetto effetto "rimbalzo del pancake" - in cui la gocciolina si solleva dalla superficie alla sua massima estensione - che è stato osservato negli esperimenti microscopici, potesse essere replicato su scala macroscopica.

"Aumentare l'esperimento ci ha permesso di misurare le forze di impatto nel rimbalzo del pancake, che ha permesso di approfondire le sue dinamiche. Fornisce anche uno strumento didattico davvero utile per dimostrare agli studenti in modo molto conveniente, semplice, e il modo accattivante di come funzionano queste forze."

Lo studio ha confrontato l'impatto dei palloncini - che prendono il posto delle gocce d'acqua - atterrando su una superficie piana e su un letto di chiodi - modellando i pali submillimetrici. Usando grandi palloncini da festa acquistati in negozio, una fotocamera reflex digitale che funziona a 300 fotogrammi al secondo per registrare l'impatto al rallentatore, e un sensore piezoelettrico sotto la scheda per registrare la forza di impatto, il team ha misurato gli impatti a diverse velocità e il comportamento risultante dei palloni.

Hanno scoperto che i corsi dei due impatti erano inizialmente simili. Però, sul letto di chiodi, il pallone fece in realtà un rimbalzo a frittella:si sollevò dal letto di chiodi alla sua massima deformazione e cominciò a ritrarsi in aria anziché in superficie. Questo perché parte del materiale penetra nel disegno dell'unghia, rincula e, se la velocità di impatto è sufficientemente elevata, solleva il pallone dal letto di chiodi prima che abbia il tempo di ritrarsi.

Il dottor Hecksher ha dichiarato:"Il comportamento dei palloncini è sorprendentemente simile a quello delle gocce millimetriche che rimbalzano. In particolare, l'effetto di rimbalzo del pancake è stato riprodotto mostrando la stessa riduzione del tempo di contatto dell'esperimento microscopico, ma con tempi assoluti più lunghi di un fattore superiore a 10. E il passaggio dal rimbalzo normale al rimbalzo del pancake avviene a parametri di impatto comparabili.

"Nel futuro, sarebbe interessante esaminare più in dettaglio la somiglianza tra le gocce d'acqua e i palloncini pieni d'acqua, considerando una gamma più ampia di dimensioni del palloncino o numeri Weber più elevati, quando le gocce si rompono rimbalzando ma i palloncini no."