Perché la trottola gira in quel modo e così a lungo? Tutto questione di fisica

Uno dei giochi dell’infanzia per antonomasia. Ma avete mai provato a carpirne le caratteristiche dai movimenti? Per farlo è alla fisica che dobbiamo affidarci.

I bambini di tutto il mondo, ormai da diversi secoli, si dilettano nel gioco della trottola. Realizzato in legno, soprattutto nei tempi antichi, o in plastica, nelle varianti odierne, la semplicità nel reperire questo specifico oggetto ha fatto sì che lo stesso diventasse uno dei più amati e utilizzati, per diverse fasce d’età.

Imparare le regole del gioco e applicarle, almeno nella teoria, è piuttosto semplice: si prende la trottola e la si lancia su una superficie piana tentando di farla girare su sé stessa, sulla punta che si trova sull’estremità più bassa del giocattolo. Ma l’ardua sfida arriva proprio dopo il lancio. 

Infatti, la sfida sta tutta nel far restare la trottola in equilibrio il più a lungo possibile, più degli avversari con cui si sta partecipando al gioco. Non un compito propriamente agevole, in quanto la buona riuscita della gara si basa fondamentalmente su movimenti fisici, direttamente connessi alla forma e alle caratteristiche della trottola, impossibili da comandare secondo il nostro volere.

Sebbene siano molti i video tutorial reperibili su Internet che spiegano tattiche e mosse segrete che garantiranno una vittoria schiacciante sui propri avversari, garantendo l’esecuzione di un lancio perfetto e il successivo duraturo mantenimento dell’equilibrio da parte della trottola, riuscire nell’intento non è affatto così agevole.

Cosa ci insegna la fisica?

Infatti, nel momento in cui mandiamo in rotazione una trottola, lei prosegue il proprio moto attorno ad un asse ulteriore. Quando la curva della punta tocca il piano, la stessa esercita una forza sulla superficie, con il piano che esercita una forza contraria, per il principio azione-reazione. 

Essendoci attrito sul piano, questo permette al perno di aggrapparsi, capovolgendo la trottola. Ma anche dopo essersi capovolta, questa continua a girare: perché ciò accade? Il motivo è da ricercare nella verticale immaginaria che passa per il centro di massa, perfettamente allineata alla base di appoggio, facendo sì che la stessa, almeno apparentemente, sembri continuare a ruotare in una posizione di equilibrio stabile. 

Nel vivo della spiegazione

Sarà ancora più agevole comprenderlo grazie al principio (tra i fondamentali della fisica) della conservazione del momento angolare, che mira a spiegare in modo chiaro proprio perché oggetti come la trottola proseguano il loro moto. L’assenza di forze esterne torcenti, quali spinte, su un determinato sistema favoriscono la prosecuzione immutata del momento angolare del tempo.  Affidandoci all’esempio pratico rappresentato dalla trottola, al lancio di questa il gioco riceve un momento angolare, procedendo a girare in modo quasi invariato, a patto che l’attrito tra l’aria e pavimento resti non eccessivo.