Sul filo del rasoio: come funzionano i pattini da ghiaccio?
[Credit image: si veda piè pagina]

Un pattinatore artistico che volteggia leggiadro sulle note di brani di musica classica, una ragazza olandese che si reca in ufficio pattinando lungo i canali di Amsterdam, dodici energumeni impegnati in quella “combinazione di balletto e omicidio” (per citare il sagace poeta canadese Al Purdy) comunemente chiamata hockey. Come il lettore più attento avrà intuito, ciò che unisce queste e diverse altre attività umane è l’uso dei pattini.

Un malinteso piuttosto comune è pensare che la lama mantenga la direzione semplicemente perché il ghiaccio è duro e le impedisce di scivolare lateralmente, o viceversa perché la lama incide un solco lungo il quale poi riesce a scivolare. Ma chiunque abbia indossato un paio di pattini sa che è molto difficile scivolare su un pavimento di legno e al contrario non si ha nessuna stabilità su superfici molto dure e lisce, come il metallo.

[Credit image: si veda piè pagina]

Ciò che permette alla lama (liscissima e fredda) dei pattini di scivolare su una superficie (liscia e freddissima) come il ghiaccio è, sorprendentemente, una combinazione di attrito e calore!

Con alcune differenze tra vari modelli, la lama di un pattino da ghiaccio ha una sezione a forma di “M” rovesciata: poiché per pattinare (in modo corretto!) si muove il piede verso l’esterno e all’indietro, inclinandolo leggermente verso l’interno, solo una delle due punte della M è a contatto col ghiaccio.

Questo concentra tutto il peso del pattinatore su una superficie molto ristretta, tanto che l’enorme forza esercitata dalla lama sul ghiaccio e il movimento lungo il filo della lama stessa sono sufficienti a sciogliere il ghiaccio.

In questo modo si crea un sottilissimo strato d’acqua che funge da lubrificante e permette alla lama di scorrere lungo il solco che si è appena appena creato!Ovviamente, il calore generato dall’attrito è giusto sufficiente a far sciogliere il ghiaccio per alcuni secondi, dopo i quali sarà la bassa temperatura del ghiaccio sottostante a prevalere e far ghiacciare nuovamente la (pochissima) acqua creata dal pattinatore.

La lama effettivamente incide un solco nel ghiaccio, ma senza l’ulteriore lubrificazione data dal ghiaccio sciolto useremmo molta più energia per coprire la stessa distanza.

[Credit image: si veda piè pagina]

Ma perché la lama è stata ideata con questo particolare profilo?

Questa forma è necessaria affinché la lama faccia adeguatamente presa sulla superficie del ghiaccio e non si limiti a grattarne la superficie.

La conca centrale, infatti, determina quanto incisiva è la lama. Una conca più accentuata (a destra nella figura) conferisce maggiore presa alla lama e le permette manovre più violente e brusche, mentre una conca più piatta è adatta a specialità dove è importante non incidere solchi troppo profondi per preservare la velocità o dove addirittura può essere utile essere in grado di scivolare lateralmente; ecco dunque che i portieri di hockey e i pattinatori di velocità avranno pattini dalla conca meno profonda, mentre i pattinatori artistici e il resto della squadra di hockey preferiranno avere lame con maggior presa.

Inoltre, la presenza della conca centrale assicura che la superficie a contatto col ghiaccio sia più sottile possibile e fa durare l’affilatura più a lungo perché il corpo della lama è comunque molto spesso e resiste meglio alle sollecitazioni.

Infatti, se le lame non avessero la conca e fossero invece simili a dei coltelli da cucina, perderebbero il filo molto più facilmente; anzi, si danneggerebbero irreparabilmente nel corso di una sola partita di hockey o esibizione di pattinaggio artistico: basti vedere quando sia facile piegare la punta di un coltello, anche se di buona qualità.

Ora che non passerete più notti insonni chiedendovi come funzionino i pattini da ghiaccio, resta “solo” il problema di imparare a pattinare, giusto?

_

Giovanni Åbrink

Mi sono laureato in Economia Teorica alla Bocconi e ho continuato con un master alla Columbia University. Mi sono specializzato in microeconomia, teoria dei giochi e dei contratti (“hai mai guardato il film A Beautiful Mind? Ecco, io studio quello”) e grazie all’interesse per queste materie ho avuto modo di approfondire branche della matematica come teoria delle misure e topologia. Devo l’interesse per l’hockey e gli sport invernali ai miei genitori, mentre quello per la scienza è proprio colpa mia!

Fonti e approfondimenti:

  • The Physics Of Skating On Ice – Youtube, un breve documentario che spiega (con video al rallentatore!) molti dei fenomeni fisici che sono sfruttati nel pattinaggio su ghiaccio;
  • Hockey Players, poesia dell’autore canadese Al Purdy che descrive il clima e la filosofia di una partita di hockey su ghiaccio, con i celebri versi “e cosa ne pensano i giocatori / di questa combinazione di balletto e omicidio”; da Michael P. J. Kennedy (a cura di), Going Top Shelf: An Anthology of Canadian Hockey Poetry, Victoria (Canada), Heritage House Publishing Co, 2005.

Attribuzione immagini

Lascia un commento

Chiudi il menu