Curiosità

Il salto con gli sci? (Quasi) tutta questione di fisica

Nel salto con gli sci gli atleti lottano contro la forza di gravità e la resistenza dell'aria per atterrare il più lontano possibile.

Il salto con gli sci è uno degli sport più spettacolari delle olimpiadi invernali: gli atleti, dopo una discesa lungo un trampolino che permette loro di raggiungere quasi 100 km/h, spiccano un salto e volano per 5-7 secondi, prima di atterrare sulla neve, dopo aver percorso una distanza pari a un campo da calcio. Per riuscirci sfruttano l'aerodinamica e cercano di ridurre al minimo la resistenza e massimizzare la spinta dal basso data dall'aria, per compensare in parte la forza di gravità e planare fino a un punto il più lontano possibile.

Volare, oh oh. «Nel salto con gli sci ci sono tre concetti fisici in gioco», spiega Amy Pope, insegnante di fisica dello sport alla Clemson University (USA): «gravità, sollevamento e resistenza. L'obiettivo di chi salta con gli sci è quello di posizionare al meglio il corpo per massimizzare il sollevamento e ridurre il più possibile la resistenza.»

Quando un oggetto è in volo, la forza di gravità lo spinge verso il basso: gli atleti non possono ovviamente annullare la gravità, ma possono compensarla con il sollevamento, una forza contraria che spinge l'oggetto (in questo caso il corpo dell'atleta) verso l'alto. Se la forza prodotta dal sollevamento è simile a quella prodotta dalla gravità, un oggetto riesce a planare o volare.

Spinte verso l'alto. Per generare una forza di sollevamento, un oggetto deve muoversi e la sua superficie deve scontrarsi con le particelle d'aria: quando queste particelle vengono spinte verso il basso, l'oggetto viene spinto verso l'alto, in accordo con il terzo principio della dinamica di Newton (a ogni azione corrisponde una reazione opposta e uguale). A influenzare la spinta dal basso vi è anche l'angolo di incidenza dell'oggetto, ovvero l'angolo con cui l'oggetto fende l'aria: se rimane troppo parallelo al suolo, l'oggetto non riceverà alcuna spinta; se invece "pende" verso il basso, precipiterà velocemente al suolo.

Mano fuori dal finestrino
Per capire come funziona la forza di sollevamento, mettete una mano fuori dal finestrino di una macchina in corsa: tenendo il palmo parallelo al suolo, la mano non si muoverà; inclinandola verso l’alto, la forza dell’aria la spingerà su. © Dirima | Shutterstock

L'angolo perfetto. Oltre a generare la forza di sollevamento, l'interazione tra oggetto e aria produce resistenza, che rallenta il movimento dell'oggetto in aria. Gli atleti cercano dunque di fare il possibile per sfruttare l'effetto di sollevamento e ridurre la resistenza, per allontanare al massimo il punto di caduta. Per farlo, mentre sono in aria mantengono il corpo e gli sci a V quasi paralleli al suolo: questa posizione aumenta l'area della superficie da spingere verso l'alto, e fa sì che gli atleti si ritrovino con l'angolo di incidenza migliore per massimizzare il sollevamento.

Tutti uguali. Oltre alla fisica, vi sono altri fattori che influenzano il volo di uno sciatore, come il vento, la scelta dell'abbigliamento e dell'attrezzatura, o il peso e l'altezza dell'atleta stesso. Per questo il salto con gli sci è regolato da norme precise, che stabiliscono ad esempio la lunghezza massima degli sci (che non possono superare il 145% dell'altezza dello sciatore e devono essere più corti per chi ha un indice di massa corporea inferiore a 21) e l'abbigliamento da gara (per tutti una tuta aderente), per evitare che fattori esterni influiscano sulla forza di sollevamento.

15 febbraio 2022 Chiara Guzzonato
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