Usa la tua pasta

Foto di spaghetti secchi

È quasi impossibile spezzare esattamente in due un bastoncino di spaghetti secco. Questa sfida ha sconcertato anche personaggi del calibro del famoso fisico Richard Feynman '39, che una volta ha trascorso una buona parte di una serata a rompere la pasta con Danny Hillis '78 mentre cercavano una spiegazione teorica del motivo per cui i bastoncini si sono frantumati insistentemente in tre o più pezzi.

L'esperimento in cucina di Feynman è rimasto irrisolto fino al 2005, quando i fisici francesi hanno messo insieme una teoria per descrivere le forze che agiscono quando gli spaghetti, e qualsiasi asta lunga e sottile, vengono piegati. Hanno scoperto che quando un bastone è piegato in modo uniforme da entrambe le estremità, si rompe vicino al centro, dove è più curvo. Questa rottura iniziale innesca un effetto snap-back e un'onda piegata, o vibrazione, che frattura nuovamente il bastone. La loro teoria sembrava risolvere l'enigma di Feynman. Ma una domanda restava: gli spaghetti potrebbero mai essere costretti a spezzarsi in due?

La risposta, secondo un nuovo studio del MIT coautore di Jörn Dunkel, professore associato di matematica fisica applicata, è sì, con una svolta. I ricercatori riferiscono che è possibile spezzare gli spaghetti in due sia piegando che torcendo le tagliatelle secche.

Il team, guidato da Ronald Heisser '16, ora uno studente laureato alla Cornell University, e Vishal Patil, uno studente laureato in matematica nel gruppo di Dunkel, hanno costruito un dispositivo di frattura meccanica per torcere e piegare in modo controllabile centinaia di bastoncini di spaghetti, registrando il processo di frammentazione sulla fotocamera fino a un milione di fotogrammi al secondo. Hanno scoperto che prima ruotando gli spaghetti a quasi 360 gradi e poi piegandoli lentamente, potevano far spezzare il bastoncino in due pezzi anziché in più. I risultati erano coerenti sia per Barilla n. 5 che per Barilla n. 7, due tipi di spaghetti con diametri leggermente diversi.

Patil ha anche sviluppato un modello matematico per spiegare i due effetti coinvolti nella creazione di una rottura netta. Nello snap-back, il bastone scatta indietro nella direzione opposta da cui era piegato e oscilla avanti e indietro, creando un'onda piegata. Quindi nel twist-back, lo stick attorcigliato si svolge nella sua configurazione raddrizzata originale, generando un'onda di torsione che fa girare lo stick avanti e indietro fino a quando non si ferma. Il team ha concluso che l'onda di torsione viaggia più velocemente dell'onda di flessione, dissipando energia per prevenire gli accumuli di stress critico che potrebbero causare successive fratture.

Questo è stato un divertente progetto interdisciplinare iniziato e portato avanti da due studenti brillanti e persistenti, che probabilmente non vogliono vedere, rompere o mangiare spaghetti per un po', dice Dunkel.

nascondere