Un(i)Laboratorio.

Un(i)Laboratorio

“Un pagliaccio!”. Solitamente i non addetti ai lavori, bambini in primis, quando mi vedono passare sul monociclo pensano subito al circo: “Mamma! Mamma! Un pagliaccio su una bici con una ruota sola!”. Niente di più sbagliato! Quello sul quale pedalo è un laboratorio di fisica! Ok, ve lo concedo, un laboratorio di fisica con una ruota sola.

Una delle caratteristiche principali del monociclo è quella di essere a scatto fisso: ad ogni pedalata corrisponde un giro di ruota. Questo vuol dire che pedali e ruota hanno la stessa velocità angolare… e dato che quest’ultima è il rapportotra velocità lineare e dimensioni dell’oggetto che sta ruotando, a parità del ritmo di pedalata, per aumentare la velocità si dovrà aumentare il diametro della ruota e diminuire la lunghezza della pedivella. Per lo stesso motivo, come in ogni leva che si rispetti, si avrà l’uguaglianza dei momenti in gioco: la forza con cui si spinge sui pedali moltiplicata per la loro lunghezza sarà pari alla spintadella ruota sul terreno per le sue dimensioni. Per aumentare quindi la propulsione si dovranno aumentare le dimensioni delle pedivelle e diminuirne contestualmente quella della ruota. Velocità e potenza quindi si contendono le dimensioni di ruota e pedali!

Altra caratteristica fondamentale del monociclo, di tutti i monocicli, è quella di mangiare i garetti dei neofiti! Letteralmente. Ma questo soltanto perché, prima di salirci, non hanno riflettuto sui diversi aspetti dell’equilibrio, causati dalle componenti non bilanciate della forza peso, e mettono il piede sul primo pedale che capita! Equilibrio: qualcosa che è fermo. Equilibrio stabile: qualcosa che è fermo e che se viene leggermente spostato tende a tornare nella posizione iniziale. Esempi tipici: una pallina dentro una conca, un quadro appeso al muro, un’altalena, il pedale basso di un monociclo. Equilibrio instabile: qualcosa che è fermo e che se viene perturbato tende ad allontanarsi dalla posizione iniziale. Esempi tipici: un ragazzino in pattiniin cima ad una collina, la clava in equilibrio sul naso di un giocoliere, il pedale alto di un monociclo.

Per non cadere, inoltre, il baricentrodeve essere sempre soprail punto di appoggio della ruota sul terreno. Per questo motivo quando si pedala in salita ci si deve sbilanciare in avanti e quando si pedala in discesa il contrario.

Infine la spinta di propulsione dipende direttamente dal principio di azione e reazione. La ruota spinge sul terreno e il terreno spinge con forza uguale e contraria sul monociclo… che avendo però massa infinitesima rispetto alla terra è lui, e non il nostro pianeta, a muoversi! E tutto grazie all’attrito che c’è tra copertone e terreno!

Visto quanta fisica in così poche ruote!? Già li sento! “Mamma! Mamma! Uno scienziato su di Un(i)Laboratorio!”.

… per chi volesse approfondire, questo.

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Il presente articolo è stato pubblicato sulla rubrica “Fisica? Un gioco.” – Sapere, febbraio 2015 – ed. Dedalo.