Chiunque non sia mai riuscito a gettare un sottobicchiere in un cappello dovrebbe prendere nota:i fisici dell'Università di Bonn hanno scoperto perché questo compito è così difficile. Però, il loro studio suggerisce anche come aumentare significativamente la precisione e la portata. I risultati sono in corso di pubblicazione nel European Physical Journal Plus .

I sottobicchieri proteggono i tavoli dagli antiestetici anelli di condensa. Però, a volte sono anche usati impropriamente come proiettili. Di solito con scarso successo:dopo poco tempo, il sottobicchiere di cartone lascia la sua strada, gira di lato, e cade a terra. Ma perché è così?

I fisici dell'Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics e dell'Argelander Institute for Astronomy dell'Università di Bonn hanno ora indagato su questa domanda. In accordo con loro, il comportamento del sottobicchiere è inevitabile, almeno quando si utilizza la consueta tecnica di lancio:inevitabilmente inizia a cedere dopo 0,45 secondi al massimo. Le carte da gioco vanno storte dopo soli 0,24 secondi, CD dopo 0,8 secondi.

La ragione di ciò è l'interazione tra gravità, sollevamento, e la conservazione del momento angolare:il materassino si ribalta all'indietro poco dopo essere stato lanciato a causa della gravità. Questo gli dà un angolo di attacco, simile a un aereo da atterraggio. Questo angolo crea portanza nel flusso d'aria. "Però, la forza di sollevamento non viene applicata al centro del tappeto, ma piuttosto nel terzo anteriore, " spiega il dottorando Johann Ostmeyer, che ha avuto l'idea dello studio.

Questo normalmente farebbe presto capovolgere il cartone rotondo. E lo fa davvero, ma solo se viene lanciato in un modo piuttosto non convenzionale. "Un sottobicchiere di solito viene ruotato quando viene lanciato, simile a un frisbee, ", afferma il collega di Ostmeyer Christoph Schürmann dell'Argelander Institute for Astronomy presso l'Università di Bonn. "Questo lo trasforma in una specie di trottola". Questa rotazione stabilizza il volo e impedisce il ribaltamento. Invece, la forza di sollevamento fa spostare il tappetino di lato, a destra, se è ruotato in senso antiorario; altrimenti a sinistra.

Macchina per il lancio di tappetini da birra progettata

Allo stesso tempo, si raddrizza, quindi non è più parallelo al suolo, ma sta invece dritto in aria come una ruota che gira. In questa posizione, il tappetino ha una rotazione all'indietro, se dovesse effettivamente alzarsi in piedi come una ruota a terra, tornerebbe così al punto di partenza. Durante il volo, perde rapidamente altezza e cade a terra. Questo processo è caratteristico di tutti i piatti, oggetti rotondi.

L'idea dello studio è nata durante un'escursione del team dello spettacolo di fisica dall'Università di Bonn a Monaco di Baviera. L'evento affascina regolarmente diverse centinaia di visitatori con i suoi affascinanti esperimenti fisici. Mentre i partecipanti visitavano insieme un bar, si sono chiesti perché i sottobicchieri volanti si comportano in quel modo.

Al loro ritorno, i fisici hanno affrontato questa domanda in modo sistematico:hanno progettato appositamente una macchina per il lancio di sottobicchieri e hanno registrato i voli con una telecamera ad alta velocità. Ciò ha permesso loro di verificare se le loro previsioni teoriche corrispondevano alle loro osservazioni pratiche. "Non c'è nessuna domanda per il progetto, " spiega il Prof. Dr. Carsten Urbach dell'Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics, un istituto del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Bonn. "Però, il problema è chiaro sia per i profani che per i fisici. E illustra meravigliosamente l'intero processo attraverso il quale le scienze naturali acquisiscono la conoscenza:dall'osservazione alla teoria e alla sua verifica sperimentale, fino al suo adeguamento e al suo ulteriore sviluppo".

Le carte da gioco percorrono distanze fino a 60 metri

per inciso, i sottobicchieri viaggiano in modo più stabile, e quindi il più lontano, se ruotano molto velocemente, un trucco che è stato padroneggiato anche dal miglior lanciatore di carte da gioco del mondo Rick Smith Jr., il cui record di distanza di lancio è di oltre 60 metri. Però, i sottobicchieri a rotazione rapida non viaggiano diritti per più di 0,45 secondi. "Coloro che vogliono lanciare davvero lontano e con precisione dovrebbero posizionare il tappetino in posizione verticale e applicare la rotazione all'indietro, " spiega Ostmeyer, e poi, nello stesso respiro, avverte di possibili lesioni.

Non a caso ci sono delle scuse precauzionali alla fine della pubblicazione:"Le nostre sincere scuse a tutti coloro che sono stati colpiti da un sottobicchiere, sia per una mira imprecisa o perché istighiamo gli altri a eseguire esperimenti stupidi".