Lo swing perfetto!

Per vincere a golf non basta una tecnica formidabile, serve anche una buona conoscenza della fisica! Scopriamo perché in questo articolo.

No, non stiamo parlando di danza, ma di golf!

Nato in Scozia e diffusosi poi in tutto il mondo, il golf è un complesso sport di precisione. Viene praticato tipicamente all’aperto con una pallina di gomma dura ed un apposito bastone, fatto d’acciaio o grafite, per colpirla: la pallina viene indirizzata dai giocatori, mediante una successione di colpi conformi alle regole prestabilite, ad una buca sistemata in una zona d’arrivo. La vittoria va a quel golfista che è riuscito a completare il giro di buche stabilite col minore numero di colpi. Col termine swing ci si riferisce a quel movimento che si esegue per far alzare la pallina ed indirizzarla all’obiettivo. Il lancio lungo è invece detto drive.

Al di là di questa descrizione semplicistica, la fisica che si cela dietro il golf è una materia piuttosto intricata e coinvolge principalmente l’aerodinamica. 

Già nella seconda metà del XIX secolo i giocatori avevano iniziato ad accorgersi che le scalfitture presenti sulla superficie delle palline erano in grado di aumentarne la distanza di volo e, come immediata conseguenza, i produttori iniziarono ad incidere questi segni sulle loro superfici, fino ad intaccarne anche l’80%. I motivi di questo fenomeno sono molteplici, vediamo dunque di descriverli.

Lungo una pallina liscia a contatto con l’aria si crea, sulla parte frontale, una regione di alta pressione, mentre sulla parte posteriore un vuoto, poiché il flusso d’aria attorno alla sagoma sferica si frantuma in molti vortici. La pallina liscia viene così rallentata. La presenza di queste fossette diminuisce la vorticosità, in quanto diminuisce a sua volta la differenza di pressione, vincendo così la resistenza dell’aria.

Effetto Magnus. Credits: Wikipedia

In secondo luogo, quando il bastone da golf colpisce la pallina, le imprime una rotazione all’indietro e le conferisce portanza grazie all’effetto Magnus. Tale effetto merita qualche riga di spiegazione. Un corpo in rotazione all’interno di un fluido ( in fisica una sostanza liquida o aeriforme ) trascina con sé lo strato di fluido immediatamente a contatto con la sua superficie, il quale a sua volta trascina con sé gli strati di fluido adiacenti e così via, creando strati rotanti e concentrici. Se il corpo, oltre a ruotare, possiede anche un moto traslatorio, allora siamo nel caso della nostra pallina da golf! Grazie all’aumento della velocità dell’aria che fluisce sulla pallina, si genera una zona di pressione più bassa nella parte superiore della pallina rispetto alla parte inferiore. L’effetto complessivo è quello di una portanza dalla zona a pressione maggiore a quella a pressione minore ed è amplificato dalle intaccature stesse della pallina.

Se vi state chiedendo cosa sia la portanza, altro non è che la forza che permette agli aerei di volare! Il profilo alare degli aerei, ispirato alle ali degli uccelli, è strutturato in modo tale che l’aria scorra al di sopra e al di sotto con velocità diverse. In particolare, scorre più velocemente sulla parte superiore rispetto a quella inferiore. Poiché ad una maggiore velocità corrisponde una minore pressione, la forza esercitata dall’aria dal basso verso l’alto è maggiore di quella esercitata nel verso opposto. La differenza tra queste forze è detta portanza e si genera proprio in virtù di una differenza di pressione.

Insomma, una sorprendente combinazione di aerodinamica, effetto Magnus e portanza garantiscono alle palline scalfite di percorrere distanze più lunghe rispetto a quelle che verrebbero percorse se la superficie fosse liscia. Oggi le palline da golf possiedono fino a 500 intaccature e possono persino dimezzare la resistenza dell’aria. Inoltre, queste scalfitture non hanno una forma qualunque: studi condotti con simulazioni a supercomputer hanno dimostrato che forme poligonali con spigoli netti, come gli esagoni, sono ancor più efficaci nel resistere all’aria.

Ma non è tutto qui! Negli anni ’70 si scoprì come ottimizzare la posizione delle fossette lungo la superficie: infatti una disposizione asimmetrica di queste ovviava al problema delle traiettorie ad uncino e tagliate, dovute alla rotazione laterale delle palline. Tuttavia, fu una scoperta di scarso successo, in quanto palline di questo tipo vennero escluse dai tornei ufficiali. La ragione è che questa innovazione avrebbe ridotto la competenza necessaria per giocare a golf. Venne dunque introdotta una nuova regola, detta di simmetria, in base alla quale le palline devono esser progettate per essere simmetriche nelle loro scanalature, così da comportarsi allo stesso modo indipendentemente dalla direzione da cui vengono colpite.

Parafrasando Robert Adair, autore del libro “La fisica del Baseball”, l’arte del lancio è nell’azione del lanciatore fino al rilascio della palla, ciò che accade dopo è determinato dalla fisica.

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