PLaNCK! 21 - Scienza e sport

POSTE ITALIANE S.P.A. – SPEDIZIONE IN ABBONAMENTO POSTALE – 70% NE/PD € 25,00 - copia singola € 7,00 Autorizzazione del Tribunale di Padova numero 4093 del 21 novembre 2013 ISSN 2284-0761 - ISBN 978 88 5495 159 4 - Quadrimestrale - Numero 21 - settembre 2020

NUMERO

21 Da piccolo

farò lo scie nziato!

21_ita.indd 1

www.planck-magazine.it

SCIENZA e SPORT

AL CENTRO: I IL POSTER DX MARIE E MA

E in p iù..

MARI . una storia EEM AX IN a fumetti!

STRA ...

NE TR AIETT ORIE

28/08/2020 00:38:14

Marie e Max in...

STRANE TRAIETTORIE

5 21_ita.indd 5

28/08/2020 00:38:25

“Datemi una leva... e vincerò le Olimpiadi!”

La frase originale, in realtà, era un po’ diversa: “Datemi una leva e solleverò il mondo!”.

Secondo una leggenda, l’avrebbe detta il grande inventore greco Archimede dopo avere scoperto i principi delle leve.

di Marta Carli (redazione)

Una Leva è uno strumento che permette di modificare la forza applicata a un oggetto. È formata da un’asta che ruota attorno a un perno: un esempio di leva infatti è… il dondolo del parco giochi! Non è però l’unico.

Esistono diversi tipi di leve: alcune permettono di aumentare la forza che si applica e sono usate per sollevare gli oggetti pesanti, altre invece permettono di aumentare la velocità e l’ampiezza del movimento.

Ma torniamo al nostro titolo. Cosa c’entrano le leve con le Olimpiadi? C’entrano eccome, perché le nostre ossa, muscoli e articolazioni formano delle vere e proprie leve che ci permettono di esercitare forze ed eseguire movimenti. Quando gli atleti colpiscono una palla, quando muovono le gambe per correre o quando lanciano il giavellotto, eseguono dei gesti che permettono loro di controllare queste forze nella maniera più vantaggiosa per lo scopo che vogliono ottenere. Ecco in che modo riescono a fare incredibili salti in alto o in lungo, lanciare oggetti con grande velocità, volteggiare o fare una battuta vincente. Inoltre, usando attrezzi come racchette o mazze, possono modificare le leve del corpo e aumentarne i vantaggi oppure ottenerne degli altri.

Ecco una leva che conosciamo tutti: il dondolo del parco giochi!

12 21_ita.indd 12

28/08/2020 00:38:45

Salti e lanci imbattibili?

Ecco come!

Correre, saltare, lanciare: nell’atletica leggera i gesti che devono compiere gli atleti sono in apparenza molto semplici. Riuscire a fare meglio degli avversari e vincere una gara, però, non è per nulla facile.

Di sicuro ci vogliono braccia e gambe forti, ma può essere molto utile anche conoscere un po’ di scienza, soprattutto per chi gareggia nei lanci e nei salti.

di Matteo Serra (divulgatore scientifico, Fondazione Bruno Kessler - FBK)

I LANCI

In questo caso l’obiettivo degli atleti è quello di far arrivare un oggetto (può essere un disco, un peso, un martello o un giavellotto) il più lontano possibile. Dopo il lancio, l’oggetto segue sempre una traiettoria precisa, che si chiama “parabola”: prima sale, arrivando a una certa altezza, poi a un certo punto comincia a scendere fino ad arrivare a terra, a causa della forza di gravità (per scoprire qualcosa di più su questa forza leggi l’articolo a pag. 36).

Per fare in modo che la “caduta” avvenga il più lontano possibile, bisogna cercare di far partire l’oggetto con una grande velocità, ma al tempo stesso anche farlo andare molto in alto, in modo da ritardare il più possibile la caduta.

Nel lancio del giavellotto, per esempio, l’atleta fa il lancio al termine di una breve corsa, in modo da trasmettere più velocità in partenza al giavellotto.

Nei lanci del peso, del martello e del disco, invece, forse avrete notato che prima del lancio gli atleti fanno alcune “piroette”: questo perché ruotando su sé stessi accumulano energia, trasmettendola poi all’oggetto che devono lanciare, che infatti schizza via molto veloce.

Questa fase preparatoria è decisiva: anche se si è molto forti, sbagliare la rincorsa o la “piroetta” può portare a un lancio corto.

14 21_ita.indd 14

Lancio del martello

Lancio del peso

Lancio del giavellotto 28/08/2020 00:38:53

Traiettorie sorprendenti Quando diamo un calcio a un pallone, oppure con la racchetta da tennis colpiamo la pallina, non sempre otteniamo il risultato sperato.

Sfortuna? Assolutamente no! La traiettoria della palla dipende da diversi fattori, tra cui il modo in cui la colpiamo.

Con il tiro possiamo indurre molti effetti, a volte forse inaspettati ma sempre spiegabili, se guardati con gli occhi di… un fisico!

Un esempio è la spettacolare punizione calciata da Roberto Carlos, calciatore della squadra nazionale del Brasile, nel 1997 mentre giocava contro la Francia al Torneo di Francia. A una distanza di circa trenta metri dalla porta avversaria prese la rincorsa e… tutti ebbero l’impressione che la palla sarebbe uscita, ma all’improvviso deviò a sinistra e… GOAL!!! Che cosa era successo?

Roberto Carlos calciando il pallone di taglio, ovvero in basso e di lato, lo aveva fatto avanzare e contemporaneamente ruotare su se stesso, e proprio questa rotazione gli aveva permesso di sorprendere il portiere.

di Martina Tardivo (redazione)

Roberto Carlos da Silva, noto come Roberto Carlos, durante la partita del famoso calcio di punizione.

La palla sembrava seguire la traiettoria tratteggiata e invece... ha cambiato direzione “a sorpresa”!

16 21_ita.indd 16

28/08/2020 00:39:02

Danzare a ritmo di musica e di... fisica! di Benedetta Rizzi (laureata in Scienze motorie e insegnante di danza)

Cos’è la danza? “Muoversi a ritmo di musica” è la risposta, quasi scontata, che probabilmente tutti darebbero. Per diventare bravi ballerini serve molto allenamento, ma anche tanta creatività e fantasia. Alla base dei gesti e dei movimenti di questo sport ci sono comunque sempre le leggi della fisica. Scoprire la scienza che si nasconde dietro la danza è qualcosa di davvero curioso e originale!

Uno dei gesti più interessanti da studiare è il “giro”.

Cosa vuol dire girare?

Girare vuol dire compiere delle rotazioni. Un giro può essere composto da una singola rotazione o da molte rotazioni. Pensa che alcuni ballerini sono capaci di eseguire fino a 32 rotazioni!

Ci sono infinite possibilità per girare. Si può girare su un piede, sulla punta (utilizzando le scarpette con punta in gesso), o in “relevè” (sul tarso, cioè la parte superiore del piede). Si può girare anche su due piedi, sui talloni, sulla testa, su una mano, sulla spalla...

I giri nella danza si chiamano “pirouettes” , parola francese che significa proprio “giri”.

Per girare serve... la fisica!

Pochi danzatori probabilmente sanno quali leggi fisiche governano l’arte del girare, eppure ci sono tanti aspetti che possono essere spiegati aiutandosi proprio con la fisica.

Scopriamone alcuni nella prossima pagina.

Anche nel pattinaggio artistico sul ghiaccio, che di fatto è una danza sui pattini, si eseguono le pirouettes, come puoi vedere nell’immagine sullo sfondo.

20 21_ita.indd 20

28/08/2020 00:39:17

DOSSIER

LO SPORT E L’ESSERE UMANO

Quante relazioni ci sono tra lo sport e l’essere umano? Tantissime!

A partire da come il corpo um ano è coinvolto nello sport, fino al significato di “record”, passan do per il perché abbiamo iniziato a far e sport, per il significato della fatica dietro i gesti sportivi.

Siamo davvero molto coinvolt i in tutto ciò che riguarda lo sport.

Scopri di più nelle prossime pagine, dedicate proprio a questo!

23 23 21_ita.indd 23

28/08/2020 00:39:24

PERCHÉ FACCIAMO SPORT? di Agnese Sonato (redazione)

“Che sport fai?”. Ecco una domanda scontata. In fondo tutti abbiamo fatto qualche sport, almeno una volta nella vita.

Ma ti sei mai chiesto perché facciamo sport?

O meglio: perché l’essere umano ad un certo punto ha iniziato a fare sport? Da cosa nasce lo sport? Per rispondere a queste domande bisogna usare l’antropologia, e per essere più precisi l’antropologia dello sport.

COS’È L’ANTROPOLOGIA?

La parola “antropologia” significa “studio dell’uomo” e infatti si tratta di una scienza che studia l’essere umano, i suoi comportamenti, il perché l’essere umano decida di vivere in un certo modo. L’antropologia studia poi le società umane, cioè il modo in cui gruppi di persone vivono insieme in un certo ambiente.

L’antropologia studia anche l’arte, la religione e, in generale, la cultura degli esseri umani.

Ecco un momento di una sfida di judo, uno spor t da combattimento e una difesa personale giapponese .

Fa parte delle arti mar ziali, in cui troviamo, ad es empio, anche il karate.

SPESSO SCEGLIAMO DI FARE SPOR T...

perché ci fa stare bene: fare sport ci rilassa e fa ben e al nostro copro. Però facciamo sport soprattutto per un altro motivo: perché nello sport ritroviamo dei valori che per noi sono importanti e che fanno part e della nostra vita. Ad esempio nel fare sport impariamo a stare in una squadra e a raggiungere un unico obiettivo insieme ai nostri compagni.

Quindi nello sport c’è il valore dello stare in gruppo. Oppure, se lo sport non è a squadre, come l’atletica leggera o il judo, ci insegna a migliorarci sempre e a conoscere i nostri limiti, cioè fin dove possiamo arrivare, e ci spinge a superarli.

Con lo sport impariamo a vincere e anche a perd ere in sfide che possono essere tra squadre o persone singole. Insomma imp ariamo tante cose che saranno utili non solo nello sport, ma anche nella vita di tutti i giorni

24 21_ita.indd 24

28/08/2020 00:39:26

INTERVISTA ad Alberto Minetti

QUANTI RECORD POSSIAMO FARE?

di Matteo Serra (divulgatore scientifico, Fondazione Bruno Kessler - FBK)

Stabilire un nuovo record è una delle più grandi soddisfazioni per gli sportivi. Ma i record si potranno battere all’infinito? Ne abbiamo parlato con Alberto Minetti, professore all’Università di Milano dove insegna fisiologia, la disciplina che studia il funzionamento degli organismi viventi.

Professore, di che cosa si occupa esattamente nei suoi studi?

Cerco di capire come funziona l’attività motoria degli esseri umani, sia nello sport che nella vita normale.

Per esempio, studio come i muscoli agiscono sulle nostre ossa, e come questo influisce sui nostri movimenti. Poi, con il nostro gruppo di ricerca, abbiamo fatto anche degli studi su alcuni sport da un punto di vista storico. Per esempio, nel ciclismo, abbiamo studiato come si pedalava con le biciclette più antiche e come si pedala con quelle di oggi, per capire le differenze e quanto sono migliorate negli anni le prestazioni dei ciclisti.

Alberto Minetti

In quasi tutti gli sport ci sono stati miglioramenti incredibili nel corso del tempo: per rendersene conto, basta confrontare i record del passato con quelli di oggi.

Come mai? Dopotutto, il corpo umano oggi è più o meno lo stesso di cento o duecento anni fa...

Prima di tutto perché le tecniche di allenamento di oggi permettono di allenare il corpo molto meglio rispetto al passato. Inoltre, ai giorni nostri ci alimentiamo meglio e viviamo in condizioni di maggiore benessere.

La differenza con quasi cento anni fa è davvero enorme: pensate che, se avessimo una macchina del tempo e portassimo un maratoneta o una maratoneta di oggi nel 1930 o 1940, riuscirebbero a battere senza problemi i più forti sportivi dell’epoca. Poi un’altra cosa importante è il progresso della tecnologia. L’esempio che facevo prima del ciclismo è molto chiaro: in quello sport non solo è migliorata la preparazione fisica degli atleti, ma anche i materiali con cui vengono costruite le biciclette, che oggi sono decisamente più leggere e permettono di andare molto più veloci.

32 21_ita.indd 32

28/08/2020 00:39:42

Lo sport è per tutti!

di Sarah Libanore (redazione)

Uno dei messaggi più belli dello sport è l’uguaglianza: tutti possono partecipare e, con il giusto allenamento, raggiungere degli ottimi risultati! E anche la scienza ci può aiutare: negli ultimi anni sono state realizzate moltissime nuove tecnologie per permettere anche agli atleti con disabilità di ottenere grandi successi in ambito sportivo, portando le loro prestazioni a livelli altissimi.

Come primo esempio, proviamo a scoprire quanta scienza è necessaria per realizzare una protesi sportiva.

Una protesi è un dispositivo artificiale che sostiene o sostituisce una parte del corpo danneggiata. In particolare medici e scienziati creano delle protesi per lo scheletro che possono essere interne o esterne al corpo. Per realizzare una protesi che permetta di muoversi al meglio, bisogna studiare come funziona la parte danneggiata e come interagisce con il resto del corpo. In certi casi, come per alcune protesi al ginocchio, si possono utilizzare anche dei sensori per controllare i movimenti. Il materiale utilizzato per realizzare la protesi è importante, perché deve essere resistente e leggero, come l’alluminio, il titanio o i materiali compositi di cui parliamo nell’articolo a pagina 52-53. Inoltre, la protesi deve essere pratica da indossare e comoda per chi la utilizza.

La carrozzina dell’atletica leggera

44 21_ita.indd 44

La carrozzina del basket

Un esempio di protesi usata nell’atletica leggera

Un altro esempio è quello delle carrozzine sportive. Ne esistono di molti tipi, adatti ai diversi sport.

Nell’atletica leggera si usano carrozzine con due ruote grandi dietro e una piccola davanti, con una forma allungata che aumenta la spinta dell’atleta. Per il basket, la carrozzina deve essere leggera, stabile e maneggevole: essa ha due ruote anteriori piccole, che facilitano i cambi di direzione, e due posteriori inclinate, che proteggono le mani dei giocatori negli scontri.

Per le gare di resistenza, come la maratona, viene utilizzata l’handbike, una bici con pedali a mano. Esistono poi carrozzine per il tennis o per gli sport invernali.

28/08/2020 00:40:09

INTERVISTA a Fausto Panizzolo

di Agnese Sonato (redazione)

ESOSCHELETRI PER CAMMINARE MEGLIO Fausto Panizzolo, dopo aver studiato Ingegneria biomedica e aver lavorato un po’ di tempo a Boston, negli Stati Uniti, è tornato in Italia con una nuova idea: realizzare un esoscheletro per aiutare le persone che hanno difficoltà nel camminare. Fausto ci racconta della sua idea in quest’intervista.

Fausto, raccontaci qual è stata la tua idea.

Volevo trovare un modo per fare qualcosa di utile con quello che avevo studiato, in particolare qualcosa che potesse aiutare persone con difficoltà nel camminare, come può essere per persone con patologie, persone anziane o per sportivi che hanno avuto un incidente nella loro carriera. Da qui è nata l’idea di creare un esoscheletro speciale. La mia idea però non era solo di crearlo, ma anche di renderlo disponibile a quante piu’ persone possibili, e per fare questo ho fondato, insieme ad altri colleghi e amici con le mie stesse passioni e idee, un’azienda che si chiama “Moveo”.

Fausto Panizzolo

Cos’è un esoscheletro?

E come funziona quello che hai inventato?

Un esoscheletro è un apparecchio che “si indossa”, esterno al corpo, che riesce a migliorare molto le capacità fisiche di chi lo porta, come la forza, l’agilità o la velocità. È una specie di “muscolatura artificiale” che spesso viene usata come “tuta da combattimento”, come succede anche per Iron Man, il supereroe della Marvel Comics. Nel nostro caso non c’è nessun vero combattimento, anzi, se vogliamo, possiamo dire che con l’esoscheletro che ho ideato il nemico da sconfiggere è la difficoltà a camminare.

Infatti, una volta indossato, l’esoscheletro di Moveo (che si chiama “Exoband”) assorbe parte dell’energia che serve per camminare e la restituisce alla persona più tardi, aiutandola a completare il passo.

e Iron Man, il supereroe ch me indossa l’esoscheletro co nte aiuto al movimento dura i combattimenti che deve affrontare.

46 21_ita.indd 46

28/08/2020 00:40:11

Se c’è vento... non vale! di Marco Barbujani (redazione)

Quali sono gli ingredienti per battere un record di velocità nella corsa? Sicuramente tanto allenamento, avere le scarpe giuste, la pista perfetta... e a volte anche il vento!

Proprio così: anche l’ambiente ha degli effetti su alcuni tipi di sport, anche se quasi non si vedono.

QUESTIONE DI VENTO

La presenza del vento è uno degli elementi che possono “aiutare” una corsa o un salto, perché quando soffia da dietro è più facile correre veloci. Proprio per questo per alcuni sport si è deciso di non tenere conto di nuovi primati se, mentre si corre, il vento che soffia da dietro è più forte di due metri al secondo.

Gli sport in cui si può sentire l’aiuto del vento sono soprattutto le gare brevi e veloci, in cui si corre in una sola direzione, come i 100 metri o il salto in lungo. Anche se l’effetto del vento è piccolissimo, in certi casi può essere importante perché in queste discipline fa la differenza anche solo un vantaggio di pochi centesimi di secondo (per la corsa) o di pochi centimetri (per il salto in lungo).

58 21_ita.indd 58

28/08/2020 00:41:10

Nel prossimo numero...

VIAGGI SPAZIALI Gennaio 2021 n. 22

ABBONATI A PLaNCK! Vai su www.planck-magazine.it o scrivici via mail a abbonamenti@planck-magazine.it

21_ita.indd 64

28/08/2020 00:41:21

21_ita.indd 65

28/08/2020 00:41:22

In the next issue...

SPACE TRAVELS January 2021 n. 22