La fisica degli sci

Traccia di sci sulla neve

Perchè gli sci non affondano nella neve?


stefano trovato
7 aprile 2010

In realtà, gli sci affondano nella neve, ma sicuramente ci consentono di affondare molto meno che non con gli scarponi. Anche le ciaspole, o racchette da neve, utilizzano lo stesso principio fisico, quello della distribuzione di un peso su una superficie e cioé della pressione.
Una pressione è per definizione una forza applicata su una superficie.
Il peso di uno sciatore, ad esempio proprio tu, è la forza risultante della tua massa moltiplicata l'accelerazione di gravità terrestre, tale forza punta verso il centro della terra (direzione e verso), con un punto di applicazione che è in realtà una superficie equivalente alla pianta dei tuoi scarponi o alla superficie dei tuoi sci o delle tue ciaspole.
Immaginiamo che tu pesi 50 Kilogrammi. La superficie equivalente alla pianta dei tuoi scarponi potrebbe essere grossomodo di 200 cm2. In questo caso la pressione esercitata sulla neve sara' di 250 g/cm2.
Le tue racchette da neve potrebbero essere lunghe 60 cm, per una larghezza media di 40 cm, quindi per un'area totale di 2400 cm2. Il tuo peso, distribuito su di esse, produrrebbe perciò una pressione di 20,83 g/cm2, quindi decisamente minore della pressione che grava sulla pianta dei tuoi scarponi.
I tuoi sci potrebbero invece essere alti 150 cm, per una larghezza media di 7,5 cm, quindi per un'area totale di 3000 cm2. Il tuo peso,  ridistribuito sugli sci, produrrebbe una pressione di 16,7 g/cm2, ancora minore di quella che si ottiene distribuendo il tuo peso sulle ciaspole.

Il fatto poi che i tuoi sci affondino nella neve, dipende anche dal tipo di neve, dalla sua consistenza, da quale tipo di cristalli è formata, e dalla sua temperatura.
Se la neve è molto farinosa e fredda, anche con gli sci tenderai ad affondare un po', ma se diventerai uno sciatore esperto riuscirai, con un assetto appropriato, a tenere almeno le punte dei tuoi sci fuori dallo strato di neve fresca, in modo da poter dare meglio la direzione di discesa. Tipicamente su una pista battuta di neve farinosa, invece, i tuoi sci non affonderanno, ma lo faranno i tuoi scarponi appena ti leverai gli sci. Provare per credere...

Sitografia
http://www.amsi.fvg.it/admin/docum/docs/Fisica_e_sci.pdf
ulisse.sissa.it/biblioteca/saggio/2007/.../at.../Ubib070316s001.pdf
http://it.wikipedia.org/wiki/Neve
http://www.meteotrentino.it/AspWeb/Monitoraggi/Profilo.html
http://www.marcochierici.it/coesione.htm

Luca Boarino INRIM, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Torino

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