Come funziona un boomerang? Ecco come fa a tornare indietro

Il boomerang, o bumerang, è uno strumento da lancio che tipicamente torna indietro quando non colpisce un bersaglio. Non tutti però tornano indietro: ne esistono alcuni tipi pensati semplicemente per compiere traiettorie lineari mentre girano su se stessi. Sono oggetti più pesanti e meno stondati, che venivano usati dalle tribù aborigene per cacciare. I boomerang sono stati infatti inventati migliaia di anni fa dalle tribù aborigene australiane proprio per cacciare o come arma di guerra. Lo stesso nome “boomerang” sembra proprio derivi da un'antica tribù australiana, che viveva nell'area dell'attuale Sydney. Il reperto più antico che sia stato ritrovato risale a più di 20.000 anni fa.

La cosa per cui sono più famosi però è che tornano indietro, e no, non è una magia. Questo dipende sicuramente dalla tecnica con cui vengono lanciati, ma ciò che influenza maggiormente la loro traiettoria così particolare è la loro forma.

Il boomerang come gli aerei: il profilo alare e la portanza

Esistono diverse forme possibili per un boomerang, con due, tre o più estremità.

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Come funziona la macchina della verità e quanto è attendibile

Quella più comune, a cui pensiamo tutti quando si parla di boomerang, è quella a due estremità: un bastone apparentemente piatto, leggermente curvato. In verità possiamo vederlo come due ali attaccate tra loro.

Se tagliamo a metà una delle due parti del boomerang, ci troviamo di fronte a un profilo alare, come quello delle ali degli aerei: una goccia un po' storta, più spessa da una parte, che poi si assottiglia.

È proprio questo profilo alare a far sì che il boomerang non cada a terra. Le due "ali" del boomerang hanno la parte più spessa, detta bordo d'attacco, nella stessa direzione. Questo ci suggerisce anche come impugnare il boomerang per lanciarlo: nell'ala superiore, il bordo d'attacco deve essere rivolto in avanti.

Il lancio va eseguito impugnando il boomerang quasi verticalmente con una leggera inclinazione, tra i 30° e i 45°. Così facendo, il suo profilo alare fa sì che l’aria che spinge sulla superficie inferiore (ventre) del boomerang sia superiore a quella che spinge sulla superficie superiore (dorso), generando così una variazione di pressione che lo spinge verso l’alto. Questa specifica forza si chiama portanza, ed è alla base del motivo per cui gli aerei volano.

Perché il boomerang torna indietro: l'effetto giroscopico

Abbiamo capito come fa il boomerang a non cadere. Ma come mai torna verso chi l’ha lanciato? È grazie al cosiddetto effetto giroscopico.

Oltre a lanciarlo in avanti, il boomerang va tirato dando un forte colpo di polso finale, che lo fa girare su se stesso. Ora, l'estremità superiore va a una velocità più alta rispetto a quella inferiore. Perché? Perché la rotazione sta spingendo quell'estremità in avanti, quindi la sua velocità si somma a quella netta del boomerang. Viceversa, l'estremità inferiore sta “andando indietro” rispetto al moto del boomerang e quindi la sua velocità complessiva è più bassa.

Questo fa sì che all'estremità superiore del boomerang scorre più aria, e quindi la portanza – la forza che spinge il boomerang verso l’alto – è maggiore sull’ala superiore. Si genera cioè una coppia di forze di intensità diversa, che dovrebbe far girare il boomerang su se stesso, lungo un asse che punta proprio verso la persona che lo ha lanciato.

Ma il boomerang stava già girando lungo un altro asse, quello dato dalla rotazione che gli abbiamo dato noi lanciandolo. Ed è qui che entra in gioco l’effetto giroscopico, cioè quando l'asse intorno a cui sta ruotando il boomerang viene spinto a cambiare orientamento da una forza che agisce sul piano che contiene il suo asse di rotazione.

È proprio l'effetto combinato di queste due rotazioni che fa deviare la traiettoria del boomerang facendolo tornare a chi lo ha lanciato dopo aver percorso una curva in volo.

Se provate anche voi, noterete comunque che il boomerang non torna sempre nelle nostre mani. Può capitare che cada alla nostra sinistra – se per esempio si tiene il braccio troppo basso al momento del lancio – oppure alla nostra destra, se invece lo si lancia troppo verticalmente. Anche la direzione del vento e l'intensità dello spin che gli diamo incidono sulla sua traiettoria. Ma in ogni caso, lo vedremo compiere una traiettoria curva. Insomma, cercherà di tornare indietro.