lunedì 26 luglio 2010

CLAUDIO MAGRIS E LA "LEGGENDA" DELLA FORZA DI CORIOLIS


Vi avevamo chiesto di trovare gli errori nel seguente brano dello scrittore Claudio Magris pubblicato sul Corriere e tratto dall'incipit del suo romanzo "Alla cieca".

"E la vita, tante vite, non si può tenerle insieme (...) Non so bene cosa voglia dire contraddizione, ma certo si cade, questo è indubbio. E si sparisce, trucioli risucchiati da vortici d'acqua nello scolatoio - qui nell' emisfero australe l'acqua della vasca da bagno gira intorno al buco in senso antiorario, da noi lassù invece all' inverso, in senso orario. È una legge fisica, ho letto, le chiamano le forze di Coriolis - mirabili simmetrie della Natura, quadriglia in cui una coppia avanza mentre l' altra indietreggia, entrambe s'inchinano quando è il loro turno e il ballo non perde il ritmo".
L'ERRORE SCIENTIFICO NEL BRANO

La convinzione diffusissima che sia la forza di Coriolis, creata da un sistema non inerziale come la Terra in rotazione, a far girare l'acqua a spirale nelle condutture è falsa. Si tratta di una leggenda urbana.
Nonostante, in effetti, influenzi fenomeni metereologici di vasta scala come gli uragani e le correnti oceaniche, la forza di Coriolis (e non "le forze di Coriolis", come citato nel brano) è troppo debole per avere un effetto sugli impianti idraulici domestici.

Tale forza è infatti di diversi ordini di grandezza inferiore rispetto, ad esempio, alle forze indotte dalla geometria del lavandino, della sua inclinazione, ad esempio, o dal movimento iniziale dell'acqua. Neppure ripetere più volte l'esperimento su un solo lavandino è corretto (si introdurrebbero solo errori sistematici indotti dalla geometria).

Su Youtube gira questo video, che appare simile a quello incluso in una serie di documentari Pole-to-Pole di Michael Palin che ha reso popolare questa leggenda. Il presentatore mostra l'effetto della forza di Coriolis a pochi metri in alto e in basso rispetto all'equatore. Ma anche supponendo che l'effetto sia misurabile, il senso di rotazione nell'esperimento è sbagliato rispetto a come invece dovrebbe avvenire.
Infatti, sia nel video che nel brano di Claudio Magris, la forza di Coriolis farebbe girare l'acqua in senso antiorario nell'emisfero boreale (nord) e in senso orario in quello australe (sud).

Nel 1962 Ascher Shapiro, un ricercatore del Massachusetts Institute of Technology, dimostrò che per poter osservare il fenomeno l'acqua doveva essere tenuta ferma a temperatura costante e in condizioni particolari per almeno 24 ore.
Shapiro pubblicò su Nature l'esperimento che smentiva la possibilità di osservare il fenomeno nei normali lavandini o vasche domestiche.

qui una recensione dell'articolo del 1962 sul Time:

Ulteriori approfondimenti:


Della Forza di Coriolis ne parla anche Umberto Eco nel Pendolo di Foucault. Ma questa è un'altra storia.

I VINCITORI


Questa settimana vince il libro "le meraviglie della matematica" per la migliore spiegazione scientifica del fenomeno Roberto Zanasi, curatore del blog "Gli studenti di oggi".

Ecco la sua risposta:


La forza di Coriolis esiste, effettivamente. E' dovuta al fatto che la Terra ruota intorno al suo asse, e quindi non è un sistema di riferimento inerziale.

La si può sperimentare provando a camminare su una giostra in movimento: non si riesce a stare dritti (fatelo solo su giostre che si muovono lentamente, altrimenti correte il rischio di cadere).

La bufala nell'articolo sta nella frase che afferma che il vortice d'acqua nello scolatoio è dovuto proprio a quella forza. In realtà non è vero, perché essa è molto debole, e non può influenzare in maniera così evidente il moto dell'acqua.

Per poter osservare effetti evidenti, occorre che la velocità di rotazione del sistema di riferimento sia molto alta (come nell'esempio della giostra), oppure che la velocità del corpo che si muove sia elevata, oppure ancora che il corpo si trovi vicino a uno dei poli della terra (ma non basta l'essere vicino ai poli per poter osservare gli effetti sullo scarico di un lavandino).

Si può osservare, ad esempio, nel lancio di proiettili (a lunga gittata, per esempio nel cannone usato per il bombardamento di Parigi da una distanza di 120 km durante la prima guerra mondiale: http://en.wikipedia.org/wiki/Paris_Gun).

Altrimenti, la forza di Coriolis può essere osservata su fenomeni che hanno una lunga durata: è il caso dei venti che, effettivamente, si muovono in direzioni diverse nei due emisferi, oppure delle anse dei fiumi.

Per comprendere l'intensità della forza di Coriolis si può considerare questo esempio (preso dal libro di meccanica razionale di Arnold): un sasso gettato senza velocità iniziale in una miniera profonda 250m alla latitudine di Leningrado (allora si chiamava così...), cioè 60°,
alla fine della caduta ha deviato verso oriente di circa 4 cm.

Altro esempio:supponiamo che un fiume scorra alla velocità di 3 km/h. Se il suo raggio di curvatura è superiore alla decina di km (per fiumi che si trovano a latitudini medie) allora la forza di Corioli è più forte della forza centrifuga dovuta alla svolta compiuta dal fiume.
Questo spiega perché grossi fiumi come il Volga, nel suo tratto di mezzo, erodono principalmente la riva destra, mentre fiumi come la Moscova, con le loro anse di piccolo raggio di curvatura, erodono alternativamente le due rive (cioè le rive esterne rispetto all'ansa).

Il mio prof di meccanica razionale mi raccontò anche che in Scandinavia le rotaie dei treni sono leggermente asimmetriche (quella di destra è più alta), ma di questo non ho trovato riferimenti e quindi potrebbe essere falso.


Precisamente il consumo maggiore è sul lato destro (nel senso di marcia) nell'emisfero nord e sul lato sinistro nell'emisfero Sud. Tuttavia si può dimostrare che l'effetto è dell'ordine di 1/1000 rispetto alla forza di gravità e che è trascurabile rispetto ad altri effetti [ndr]

Infine, un altro effetto della forza di Coriolis è la rotazione del piano di oscillazione del pendolo. "Il pendolo di Foucault" è, tra l'altro, il titolo del romanzo di Umberto Eco in cui si parla della suddetta forza.

Roberto Zanasi


Un'altra spiegazione che ci ha colpito per la sua sottile ironia è la seguente, inviataci da Giovanni Boaga.


Gentile Redazione,
credo che il celebre scrittore Claudio Magris abbia inserito di proposito un errore di fisica nel suo romanzo, per farci riflettere sull'ignoranza scientifica diffusa in Italia che consente il facile propagarsi di certe "leggende metropolitane". Una sorta di "esperimento scientifico" volto a dimostrare che, anche diffondendo marchiani errori attraverso giornali e libri di grande tiratura, nulla succede perché quasi nessuno si accorge delle "bufale" che legge. Ci vuole una alta dose di malizia per ritenere che quello che abbiamo letto sul Corriere della Sera del 27 aprile 2005 sia un esempio di distanza tra la cultura umanistica e quella scientifica, un problema che in Italia ha origini lontane.
Sono certo che lui, da fine intellettuale, sa bene che la forza di Coriolis, che si manifesta su una massa m in moto con una velocità v in un sistema di riferimento rotante, è una forza apparente [...]; e non ignora affatto che è pari al prodotto di due volte tale massa per il prodotto vettoriale della velocità angolare del sistema rotante per v. Lo scrittore triestino sa benissimo, se non altro per la vicinanza con il Centro Internazionale di Fisica Teorica Abdus Salam, che il vortice che vediamo prodursi noi osservatori solidali ad un sistema di riferimento rotante (la Terra) sulle grandi masse atmosferiche e oceaniche, in senso antiorario nel nostro emisfero e in senso orario in quello opposto, è possibile perché sono coinvolte notevoli quantità e alte velocità di aria e acqua, rispettivamente. . Ed è sicuramente consapevole che lo stesso fenomeno non sarebbe osservabile nella poca acqua di un lavandino, dove la sua geometria, inclinazione e soprattutto il movimento iniziale del liquido costituiscono fattori assolutamente preponderanti rispetto alla forza di Coriolis. Ma gli esperimenti sono esperimenti e bisogna rischiare di essere fraintesi. E Magris ama il rischio: per rendere il risultato dell'esperimento ancora più sconvolgente, ha introdotto una bufala "al quadrato", facendo ruotare l'acqua di un lavandino nostrano in senso opposto a quello dei cicloni atmosferici che siamo abituati a vedere durante una trasmissione di previsioni del tempo. Uno sconvolgimento del mondo che solo la grande letteratura riesce a produrre.
Giovanni Boaga



Ringraziamo i partecipanti, che ci hanno inviato risposte altrettanto stimolanti e precise.Sperando di non dimenticarci di nessuno un ringraziamento a: Angela D, Tommaso R., Enrico C., Alessio I., Nadia, Giorgio P., Enrico F., e Ananas.Jazz.


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1 commento:

Ananas.jazz ha detto...

Complimenti! :) :)