Titanic: affondare con stile

Nel film Titanic, quando la parte inferiore della nave sta per affondare, Jack Dawson (Leonardo DiCaprio) dice a Rose DeWitt Bukater (Kate Winslet) di tenersi pronta a nuotare con tutte le sue forze, perché la nave che sta affondando tenterà di risucchiarla negli abissi.

L'affondamento del Titanic dal diario di uno dei sopravvissuti, John B. Thayer III (passeggero di prima classe..)

http://www.stevenujifusa.com/2012/04/a-philadelphia-teenager-remembers/

Il risucchio avviene realmente. Tameichi Hara [http://en.wikipedia.org/wiki/Tameichi_Hara] nelle sue memorie [Tameichi Hara, Per un milione di morti (Longanesi 1968) (Japanese Destroyer Captain, Ballantine Books, 1961. ISBN 0-345-27894-1)] descrive vividamente la sua esperienza di saltare giù da una barca che affonda, e del vortice conseguente. La presenza di tale fenomeno è anche oggetto di un episodio MithBuster [http://www.discovery.com/tv-shows/mythbusters/videos/sinking-titanic-minimyth.htm] in cui un esperimento nega questo effetto, ma utilizzando una barca troppo piccola.

Cercando su internet (e anche nel video di MithBuster), si possono trovare in genere tre tipi di spiegazione. La prima si riferisce all'aria contenuta nella barca, che fuoriuscendo durante l'affondamento abbassa la densità dell'acqua. La seconda è che l'acqua, entrando negli spazi vuoti all'interno della nave, trascina dentro le persone. La terza è collegata all'effetto di trascinamento viscoso che provoca un vortice dietro un corpo che si muove all'interno di un fluido. E' lo stesso effetto per il quale andare in una decappottabile con i capelli lunghi non è poi tanto piacevole: ci si frusta il volto con i capelli.

Ovviamente questo effetto non si vede mai nei film...

Grace Kelly che guida una Sunbeam Alpine [http://it.wikipedia.org/wiki/Sunbeam_Alpine] in Caccia al ladro di Alfred Hitchcock (1955) [http://it.wikipedia.org/wiki/Caccia_al_ladro]

È facile visualizzare questo effetto, cambiando il sistema di riferimento, soffiando una candela che sta dietro uno schermo o una mano, o muovendo una mano in un catino d'acqua tra piccoli oggetti galleggianti (pezzi di polistirolo o di sughero).

Questo effetto dipende anche dalla velocità dell'oggetto in movimento, almeno per piccole velocità.

Tuttavia, vi è un effetto più evidente a causa di Archimede che è generalmente ignorato. Se si vuole fare questo "spettacolo", suggerisco di acquistare, per l'introduzione iniziale, il tappo da vasca "Tubtanic".

[http://www.amazon.co.uk/Paladone-PP0258-Tubtanic-Bath-Plug/dp/B003Y3Q1GW]

C'è bisogno anche un "iceberg" (da utilizzare per l'introduzione e la sfida finale), un cilindro trasparente e un bicchiere, di diametro circa la metà del cilindro e con un fondo spesso (per la stabilità e per spostare più acqua).

Bisogna riempire con acqua circa la metà del cilindro e inserire il bicchiere (il nostro Titanic) facendolo galleggiare. Segnare il livello dell'acqua con un marcatore da lavagna e chiedere al pubblico di votare per tre possibili risposte alla domanda: Quale sarà il livello dell'acqua dopo che il nostro Titanic (il bicchiere) sia affondato? Sarà 

(a) Più in alto del livello attuale, 

(b) Lo stesso,

(c) Più basso?

Sorprendentemente, ho trovato che la maggior parte delle persone scelgono risposta (a), ma l'esperienza mostra che il "livello del mare" si abbassa dopo l'affondamento (l'effetto è più visibile se il bicchiere sposta una grande massa d'acqua e se il cilindro è stretto).

La spiegazione implica un breve richiamo della legge di Archimede: la forza di galleggiamento esercitata su un corpo immerso in un fluido è uguale al peso del fluido spostato dal corpo.

Dato che il bicchiere galleggia, questa forza è uguale al peso del vetro. Ma poiché la densità del vetro è maggiore della densità dell'acqua, deve spostare un volume di acqua più grande del volume del vetro, un'azione che è ovviamente possibile a causa della parte cava (riempita di aria) del bicchiere. Dopo l'affondamento, il bicchiere sposta solo il proprio volume di vetro, e il livello dell'acqua si abbassa. Per una nave che affonda, questo significa che tende a scavare un "buco" nel mare, buco che viene immediatamente riempito dall'acqua vicina.

L'entità di questo effetto, come l'effetto di trascinamento viscoso, dipende dalla velocità di affondamento, quindi è difficile distinguerli. Dopo l'esecuzione di questa esperienza, si può rimuovere il bicchiere, mettere l'"iceberg" all'interno del cilindro, segnare di nuovo il livello dell'acqua e chiedere una prima sfida: che cosa accadrà al livello dell'acqua dopo lo scioglimento del ghiaccio? Si deve aspettare per un po', quindi è comodo per eseguire questo esperimento, all'inizio dello spettacolo, raccogliere le risposte e tornare a questo tema alla fine.

E ora la sfida finale: mettete una pallina da golf in un bicchiere e aggiungere del sale in modo che galleggi appena. Che cosa accadrà alla palla, se ci si versa sopra del liquido più leggero dell'acqua (olio o sapone liquido)?

(a) Salirà.

(b) Rimarrà allo stesso livello.

(c) Affonderà.

Risposte

1) Dopo lo scioglimento, si vede chiaramente che il livello dell'acqua non cambia, poiché il ghiaccio per galleggiare sposta una massa d'acqua pari alla sua propria massa, che quando si trasforma in acqua riempie perfettamente il "buco".

2) Si alzerà, poiché, dal punto di vista della palla, il liquido più leggero sostituisce l'aria, ed è sicuramente più denso rispetto a questa.

Franco Bagnoli