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Avete mai fatto caso a come viene lanciata una palla da football americano? Se guardiamo con attenzione, noteremo che gli viene impresso un movimento molto particolare che la fa girare su sé stessa. Ma per quale motivo viene fatto? Non sarebbe più semplice lanciarla in modo "normale", senza imprimere alcun effetto?
L'aerodinamica della palla da football
Soffermiamoci un attimo ad analizzare la particolare forma della palla: un ovale allungato (circa 28 cm) detto "sferoide prolato". Questa caratteristica, oltre a facilitarne la presa e renderla aerodinamica, conferisce alla palla un’altra proprietà: se messa in rotazione intorno a un suo asse di simmetria, si comporterà come un giroscopio, ovvero tenderà a mantenere l’asse di rotazione orientato in una direzione fissa (come si nota dall'immagine sottostante). Per questa ragione, i quarterback lanciano la palla imprimendo quanta più rotazione possibile, in modo da renderla stabile durante il volo in risposta ai disturbi esterni (forze aerodinamiche) e coprire distanze maggiori. Per la proprietà dei giroscopi appena vista, nel vuoto la palla dovrebbe mantenere la stessa orientazione iniziale durante tutto il volo.
La presenza dell’aria induce però delle forze aerodinamiche che cercano di spostare l’asse di rotazione, aumentando sempre di più il suo angolo rispetto alla traiettoria. Grazie all’effetto giroscopico indotto dalla rotazione (la cosiddetta "tenacia"), la palla si oppone alle forze aerodinamiche, portando l’asse di rotazione praticamente allineato alla traiettoria parabolica, massimizzando così la gittata del lancio.
La tenacia di un corpo messo in rotazione lungo un suo asse di simmetria viene sfruttata anche nella balistica. Pistole e cannoni, infatti, presentano spesso una rigatura interna leggermente elicoidale che imprime al proiettile una rotazione, con tutti gli effetti positivi per la traiettoria appena visti.
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