La fisica del biliardo

Da secoli questo gioco complesso stupisce, appassiona e incuriosisce: tra tiri ad effetto e colpi di fortuna però, si celano perfette regole geometriche e proprietà fisiche tipiche degli oggetti sferici.

Un gioco che diverte proprio per la sua imprevedibilità, dovuta ai tiri non del tutto precisi che possono generare traiettorie diverse da quelle che il giocatore immaginava; a meno che voi non siate Florian ‘Venom’ Kohler..

Precisione, conoscenze fisico-geometriche ma soprattutto calma e sangue freddo sono le doti di cui deve disporre un buon giocatore; non è un caso se, da questa attività ludica, derivano alcuni dei detti più noti entrati nell’uso popolare:

“Calma e gesso!” – dicono i professionisti per ricordarsi a vicenda che, durante una partita, è necessario tenere sotto controllo la tensione nervosa, ma anche che, prima di tirare, è necessario ingessare la punta della stecca.

Quante volte invece abbiamo detto “Giocare di sponda” quando, con l’aiuto di un compagno o di un appoggio, abbiamo superato un ostacolo nel gioco ma anche nella vita di tutti i giorni. E come non citare “Mandare in buca!”, utilizzato per spronare qualcuno o per definire un progetto andato in porto, fino ad essere impiegata poi in alcuni doppi sensi.

Ma, dopo aver elogiato questo gioco per le lezioni di vita che può insegnarci, torniamo alla nostra fisica, materia che alle volte possiamo apprendere meglio in una sala da biliardo che in un’aula scolastica o universitaria. Questo articolo va considerato come una introduzione al concetto di fisica del biliardo che svilupperemo di volta in volta con degli approfondimenti. Detto ciò, possiamo considerare il tavolo un sistema fisico ove le biglie, oggetti sferici, sono soggette alle consuete leggi della fisica classica newtoniana.

Le sfere

Le biglie del biliardo sono sfere, e cioè quei solidi geometrici la cui distanza di tutti i punti della superficie risulta minore o uguale a una distanza fissata r, detta raggio della sfera, da un punto O detto centro della sfera.

La principale caratteristica degli oggetti sferici è che sono figure tridimensionali con il minimo rapporto superficie/volume: questo rapporto spiega come mai in natura molti oggetti tendono ad assumere la forma sferica, dalle gocce di liquido ai corpi celesti passando per le bolle di sapone.

Lo studio

Interessante è uno studio condotto in merito dal Dr. David Alciatore, autore di numerose ricerche e pubblicazioni sul pool e sul biliardo; docente di Fisica alla Facoltà di Ingegneria Meccanica della Colorado State University (USA). Alciatore insegna la Fisica ai suoi studenti anche attraverso il biliardo, e per una migliore interpretazione di alcuni fenomeni dinamici utilizza una videocamera ad alta frequenza di fotogrammi, con la quale riesce ad immortalare anche sequenze di millesimi di secondo. Nel suo studio, Alciatore documenta come all’impatto è possibile osservare la deformazione della sponda che, inarcandosi, accoglie un’intera porzione della biglia. In tal modo la biglia ruota attorno alla superficie di contatto e viene successivamente riflessa nel piano di gioco.

Con i dati raccolti da Alciatore, possiamo comprendere con quale dinamica la biglia, che non viene respinta con un’angolazione perfettamente speculare all’angolo d’incidenza, sviluppa sul piano di gioco quelle rotazioni verticali acquisite lungo il tragitto che comportano una deviazione di traiettoria reale rispetto a quella ideale.

Ora che abbiamo compreso come il biliardo possa insegnarci vere e proprie nozioni di fisica vi diamo appuntamento al prossimo articolo lasciandovi lo studio condotto da Alciatore, disponibile online.