Gli oggetti che girano dovrebbero avere una forma a clessidra per mantenere stabile un cerchio
Gli esperimenti con robot che fanno hula-hoop hanno rivelato come i cerchi rimangono su, fornendo alcuni consigli per gli esseri umani che vogliono perfezionare la loro tecnica.
Per mantenere un Hula-Hoop in aria, è utile essere in forma — letteralmente. Gli esperimenti con robot che girano e lanciano cerchi hanno rivelato come questi anelli rotanti rimangono su nonostante la forza di gravità. La forma del corpo del robot è un fattore cruciale, riportano i ricercatori nel numero del 7 gennaio dei Proceedings of the National Academy of Sciences.
La forma deve avere “fianchi” — una pendenza che fornisce una forza verso l’alto per contrastare la gravità. E una “vita” — una curvatura simile a una clessidra — impedisce al cerchio di spostarsi su o giù e di scivolare via.
Ispirato dagli artisti vicino a casa sua nel Greenwich Village, il matematico applicato Leif Ristroph della New York University ha iniziato a considerare la fisica degli Hula-Hoop. Studi precedenti, lui e i suoi colleghi hanno realizzato, non avevano spiegato come il cerchio rimane in aria. (Ristroph ha una storia di affrontare domande di fisica stravaganti. Il suo gruppo ha recentemente investigato cosa succederebbe se un irrigatore da giardino aspirasse acqua invece di spruzzarla fuori.)
Così Ristroph e i suoi colleghi hanno deciso di provarci. Negli esperimenti, un robot cilindrico che girava non riusciva a impedire a un cerchio di scivolare giù. Mancava la forza essenziale verso l’alto, generata quando un cerchio oscilla su una forma inclinata. Ma anche un robot a forma di cono, con una pendenza ma senza una curva simile a una vita, ha fallito. Se il cerchio iniziava verso la parte superiore del cono, la forza verso l’alto superava la gravità, e il cerchio migrava verso l’alto. Se il cerchio iniziava verso il fondo, la forza verso l’alto non era sufficiente a mantenerlo in aria, e migrava verso il basso. Ma un robot a forma di clessidra manteneva un cerchio stabilmente in aria.
Le persone dovrebbero essere in grado di fare hula-hoop indipendentemente dalla forma del corpo, adattando le loro rotazioni in base ai cambiamenti di posizione del cerchio. Infatti, i ricercatori sono riusciti a far fare hula-hoop a un robot a forma di cono regolando la velocità di rotazione a seconda di quanto in alto scivolava il cerchio.
Un lancio corretto era anche essenziale negli esperimenti. Se il cerchio partiva troppo lentamente, il tentativo falliva. Nelle sessioni di successo, il cerchio si allineava con il corpo che girava, in modo che il cerchio e il corpo si spostassero sempre nella stessa direzione. Questo è anche il modo migliore per lanciare un cerchio, dice Ristroph.
Un ultimo consiglio ricavato dalla ricerca: i cerchi più grandi sono buoni per i principianti — possono essere sostenuti con rotazioni più lente.