Giochi di vento e attrito, il dilemma della vela.

Giochi di vento e cosa c’entra l’attrito?

La natura ci circonda ogni giorno, sia che siamo in ufficio sia che si sia in barca, a volte quello che ci manca per capirla è solo un buon punto di osservazione. Se lanciamo una pallina sul pavimento dopo qualche rimbalzo comincerà per effetto dell’attrito a rotolare. Per poter ruotare assorbirà un po’ di energia dalla sua velocità iniziale che diventerà più bassa ma… L’attrito la fa da padrone, inutile giraci intorno, senza attrito non rotolerebbe come fa nella realtà che tutti si conosce. E qui iniziano i nostri giochi di vento.

Anche il vento, quello vero, quello fatto di aria “viscosa” quando incontra il mare, una vela o un capo, si mette a girare intorno a quel qualcosa che in qualche modo lo frena, questo dipende dalla viscosità, ovvero dall’attrito che le particelle di aria fanno tra loro e con la superficie di ciò che incontrano nella loro strada.

Pensare ad un vento fatto da un fluido non viscoso (come “ci” hanno proposto a “noi velisti” per più di un paio di decenni), forse aiuta qualche fisico da banchina a fare dei conti, pero la realtà non è fatta di conti e non è ben rappresentata dai numeri, cose che tutti possiamo vedere e forse anche capire se ci mettiamo nel giusto punto di osservazione. Di punti di osservazione io ne propongo due, uno all’estrema prua della barca, meglio se dotati di uno stecco con un filo di lana in punta e uno che si veda la balumina della randa anche essa dotata di filetti che, l’ aria è trasparente e per vederla noi comuni mortali non abbiamo altri modi (se fumatori importanti potremmo parlarne) ma forse, sto saltando un passo, quella domanda retorica che tutti dovremmo farci: perché non ci interessa come funziona la fluidodinamica del motore della macchina e invece sentiamo il bisogno di capire come il vento consenta ad una barca a vela di fare la bolina?

Quando sei lì sulla barca che si muove, come fai a non essere rapito dalla magia di quel movimento? Come fai ad accontentarti di quella e a non chiederti come funzioni?

Se provi ad approfondire ti scontri con una miriade di modelli, che sia coanda, il tubo di venturi o addirittura qualche fantasiosa teoria del proiettile di mitragliatrice che colpisce la vela e rimbalzando gli cede la sua “quantità di moto”. Ne ho sentite di tutti i colori ma mai ho sentito metterci di mezzo la viscosità e cosi, ho deciso di aumentare il numero dei dubbi, e di darci in pasto a un matematico nato il mio stesso giorno ma 93 anni prima di me, il Guglielmo Kutta.

Giochi di vento e teoremi romantici

Non era un velista, e mi sa che non si chiamasse neanche Guglielmo (Martin Wilhelm Ndr), non ha avuto una vita importante da scriverci dei libri come sul Galilei, e più che un fisico era un matematico però… Però quella condizione:
 “non ci può essere un cambio infinito di velocità nel bordo
 di uscita”
 è rispettata se la randa porta e i filetti in uscita sono
 dritti…
 E allora la dimensione della “circolazione” me la posso 
anche valutare da solo con un disegnino vettoriale home made?

Se la freccia azzurra rappresenta il vento apparente, e la verde la direzione del vento che lascia la balumina della randa, è realistico pensare che: 
la circolazione abbia come valore quello del vettore da aggiungere perché le direzioni coincidano e che la sua dimensione rappresenti proprio la dimensione della rotazione che fa il vento intorno alle vele, e che a me piace chiamare «circolazione»?

Se così fosse… Il filetto sullo stecco messo subito davanti allo strallo della vela di prua dovrebbe avere un angolo molto diverso da quello che il windex indica come direzione del vento apparente qualcosa come il vettore giallo, un vento più «buono» come direzione e… pure più intenso!

Dunque un buon osservatore oltre al filetto… potrebbe…
 E se togliessimo la randa?

La circolazione diminuisce di intensità, il risultato è un vento meno intenso e con un angolo meno buono, andremo un po
’ più piano e con un angolo peggiore… Un po’ come se avessimo la randa sventata. Ma a voi non mette voglia di provare a fare quella cosa così tanto vietata di tirare un po’ sopravento il boma?

Se il mio amico Luca decidesse di ospitarmi ancora, perché non ragionare un po’ delle implicazioni? Sempre che questo modo di vedere le cose da un punto di vista cosi «laterale» possa piacere. Ciao e buoni giochi di vento!