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martedì, 29 Settembre, 2020

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Nuova frontiera: oggetti levitanti con onde acustiche

Onde acustiche e levitazione: perchè un nesso potrebbe essere importante?

Da molto tempo, nel settore industriale, si ragiona su un’importante questione: l’abbattimento dei costi dovuti all’attrito.

Cosa vuol dire? Nel settore dei trasporti, ad esempio, l’attrito è un grande nemico: i mezzi sono soggetti a rallentamento e, ovviamente, ad usura.

A porre al centro dell’attenzione tale fenomeno l’esigenza di avere mezzi di trasporto ad alta velocità, ad esempio Hyperloop, che per raggiungere determinate prestazioni sfrutta la levitazione magnetica.

La levitazione con le onde sonore

Alcuni ricercatori che hanno collaborato dal Brasile e dal Regno Unito hanno pubblicato il loro studio su Apllied Physics Letters affermando di essere stati capaci di far levitare una sfera di polistirolo di 50 millimetri.

Un primato senza precedenti: nel passato, infatti, le onde acustiche erano già state sfruttate per la levitazione di oggetti, che tuttavia avevano dimensioni di circa un quarto della lunghezza d’onda stessa!

Inoltre, si tratta del primo oggetto sferico fatto levitare, poichè prima d’ora, oltre alle dimensioni ridotte, gli oggetti sperimentati con un tale fenomeno erano filiformi o piatti.

Trasduttori e onde acustiche

Lo studio rivela che il segreto è la combinazione di più trasduttori ad ultrasuoni (altro non sono che sensori in grado di rilevare oggetti a distanza), ed in tal modo si potrà generale la levitazione di oggetti molto più grandi delle lunghezze delle onde acustiche stesse.

La configurazione dei ricercatori in questione, in particolare, prevede la disposizione di tre trasduttori messi “a treppiede”, la cui angolazione o posizione specifica, peraltro, non altera la capacità di indurre l’oggetto di esperimento a levitare.

onde acustiche
Levitazione a onde acustiche.
Crediti: Andrade et al./Applied Physics Letters

Quest’ultima affermazione non va però confusa con il detto “più siamo, meglio è”: una grande quantità di trasduttori non significherebbe più capacità di indurre il fenomeno.

Cosa sono le onde acustiche?

In fisica, un’onda acustica, o onda sonora, deriva da un’oscillazione provocata da atomi o particelle che si propagano in un mezzo. Un oggetto che si muove nell’aria, ad esempio, genera una variazione di pressione causata proprio dalla sua presenza: quest’ultimo è propriamente definito definto sorgente.

L’oggetto sorgente trasmette il proprio movimento alle particelle immediatamente adiacenti, in pratica quelle che vi entrano a contatto, le quali passano l’informazione alle altre più vicine e così via. Il fenomeno dà quindi vita ad una successiva vibrazione di altre particelle, ed è per questo che le onde acustiche sono originate da un movimento meccanico che, attraverso queste vibrazioni, si propaga in una specifica direzione.

Graficamente le onde acustiche sono rappresentate proprio dal moto delle particelle che evolve durante un intervallo di tempo: la particella comincia a vibrare e raggiunge un picco che si ripete, simmetricamente, negli istanti successivi continuando per inerzia in moto parabolico in fase negativa.

Crediti: www.upload.wikimedia.org/

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Matilde Italianohttps://sciencecue.it
Studentessa di Ingegneria Aerospaziale con forte inclinazione all’ambito spaziale e astronautico. Hobby preferito: astronomia e astrofotografia. Sono una persona molto curiosa, amo leggere e conoscere. Scienza, tecnologia, medicina, ingegneria sono le discipline che mi attraggono di più.