Fisica da spiaggia

1. Perché i castelli di sabbia asciutta crollano?

La sabbia asciutta è composta da miliardi di granelli divisi tra loro. In quella bagnata, invece, minuscole goccioline d’acqua di mare legano i granelli gli uni agli altri, che formano così un insieme compatto e modellabile. A mano a mano che il vento e il calore del sole fanno evaporare l’acqua, la sabbia di asciuga e i granelli tornano a separarsi: il castello faticosamente costruito si disgrega!

2. Perché le barche stanno a galla?

Quando fai colazione e la tazza di latte è piena, devi fare attenzione a non inzuppare troppo il pane perché altrimenti trabocca. Questo accade perché la fetta ha preso il posto del latte, che è uscito dalla tazza. Allo stesso modo una barca in mare sposta una quantità di acqua uguale al volume della sua “opera viva” (termine marino che indica la parte della barca che sta sott’acqua). Se raccogliessimo in un serbatoio quest’acqua e la pesassimo, scopriremmo che è uguale al peso dell’intera barca. Questo accade per il “principio di Archimede”, legge della fisica che prende i nome dal suo scopritore, lo scienziato Archimede, che la verificò nel 300 a.C. circa: un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l’alto uguale al peso del volume di liquido spostato. L’acqua pesa circa 1 kg per litro, quindi la spinta galleggiante sarà più o meno 1 kg per ogni litro d’acqua spostata. Perciò una barca, anche se di ferro, resterà a galla finché il suo peso, con tutto il carico, non supererà il peso del volume dell’acqua che sposta. L’acqua salata, poi, è più densa di quella dolce, quindi a parità di volume pesa di più. Dunque, la sua spinta verso l’alto è maggiore rispetto a quella dell’acqua dolce: per questo al mare si galleggia di più che in piscina!

3. Perché avvicinando le conchiglie all’orecchio si sente il rumore del mare?

Il mare non c’entra, è un effetto fisico e accade anche in montagna. In pratica, alcune parti di un’onda sonora (cioè alcune frequenze) rimbalzano nella cavità della conchiglia e vengono amplificate, dando origine a quel particolare suono, simile a quello che senti se avvicini all’orecchio una mano messa a coppa anziché una conchiglia.

4. Perché al sole ci si abbronza?

La pelle ha delle cellule speciali, i melanociti, che producono una sostanza che assorbe la luce: la melanina (chiamata anche “pigmento scuro dell’epidermide”). Serve a proteggere il nucleo cellulare dalle radiazioni solari ultraviolette Uva e Uvb, che possono causare arrossamenti, scottature e malattie anche gravi, come

il melanoma. Quando si è esposti al sole, la produzione di melanina si attiva e la pelle inizia lentamente a scurirsi. Risultato: gli strati profondi dell’epidermide vengono protetti e, nello stesso tempo, otteniamo una bella abbronzatura. La melanina funziona come un filtro solare naturale, ma solo fino a un certo livello. Quindi, per non bruciarci, dobbiamo usare le creme solari, anche se stiamo sotto l’ombrellone (dato che gli Uv riflessi dalla sabbia ci scottano quanto quelli ricevuti direttamente) e nelle giornate nuvolose (il 90% degli Uv attraversa le nuvole). Le popolazioni di pelle chiara hanno lo stesso numero di melanociti di quelle con la pelle scura. La differenza di colore dipende solo dalla minore capacità delle cellule di produrre melanina: insomma, se avessimo melanociti più efficienti, anche noi europei saremmo di pelle scura.

5. Perché la maschera da sub si pulisce con lo sputo?

La nostra saliva contiene sostanze dette enzimi (per esempio la ptialina) che funzionano come una sorta di detersivo e puliscono la parte trasparente della maschera meglio dell’acqua dolce e dell’acqua di mare. In questo modo si evita la formazione di condensa, che la appannerebbe.

6. Perché, se non uso la maschera da sub, sott’acqua vedo sfocato?

Semplificando molto possiamo dire che il nostro occhio è regolato per mettere a fuoco nell’aria. Nell’acqua invece, che possiede un diverso indice di rifrazione della luce, l’occhio non riesce a mettere a fuoco le immagini sulla retina bensì più indietro, dunque vediamo sfocato. Indossando la maschera, l’occhio si trova di nuovo a contatto con l’aria, ossia nel suo ambiente naturale, e la sfocatura viene annullata. Il rovescio della medaglia è che pesci e conchiglie appaiono più grandi di circa un terzo e più vicini a noi di quanto siano in realtà. Perciò, se vedi un granchio gigante, non spaventarti: non è un mostro marino ma solo un effetto ottico!