SCOPERTE – Scoprire un nuovo modo tramite il quale una forza può manifestarsi non è certo cosa da tutti i giorni. Il gruppo di ricerca ERC-Instabilities dell’Università di Trento, guidato da Davide Bigoni c’è riuscito: ha creato un prototipo di bilancia che dimostra un nuovo modo tramite cui una forza elastica si esprime, la cosiddetta forza configurazionale. Una bilancia che si è conquistata la copertina del numero di ottobre della prestigiosa rivista Proceedings of the Royal Society A. Ma il punto qui non è la bilancia, come ci spiega proprio l’autore, Davide Bigoni. “Il punto è aver scoperto come si sviluppa un nuovo tipo di forza configurazionale, ovvero che scaturisce da una struttura che può cambiare forma nello spazio e nel tempo. E questo nuovo meccanismo deformabile è stato creato per dimostrare come è possibile migliorare uno strumento di misura utilizzando le proprietà di questa forza configurazionale.”
Venendo alla bilancia, essa è una sorta di combinazione delle proprietà della tradizionale stadera a braccia rigide e il più moderno dinamometro a molla, inventato nel XVII da Robert Hooke. La struttura ricorda infatti quella di una stadera, ma per la pesata utilizza la forza elastica, come il dinamometro e l’innovazione consiste nel combinare i principi meccanici che stanno alla base di entrambi i sistemi per ottenere uno strumento di misurazione del peso ancora più raffinato. “Nella nuova bilancia i bracci si ‘inflettono’, se non si deformano infatti l’equilibrio non viene garantito” spiega Bigoni. Ai bracci rigidi si sostituisce una lamina flessibile ed elastica, libera di scorrere in un manicotto inclinato senza attrito e che raggiunge l’equilibrio quando vi sono applicati dei pesi alle estremità. Essa riesce a lavorare con o senza contrappeso, sfruttando appunto i due concetti fondamentali di equilibrio e deformazione, dove l’equilibrio della bilancia viene garantito da queste “forze configurazionali”, frutto di complesse equazioni, che si sviluppano ai due bordi del manicotto a causa della possibilità di scorrimento e della deformabilità della lamina.
Ma questa bilancia così speciale alla fine è più o meno precisa rispetto alle bilance tradizionali? “Per certi intervalli di carico la nostra bilancia risulta più sensibile delle bilance classiche. La cosa curiosa è che a noi non interessa poi tanto questo aspetto, a noi interessa la teoria che c’è dietro” racconta Bigoni. “La bilancia è solo un modo semplice per dimostrare che la nostra teoria è valida, come quando spieghiamo a un bambino come è fatta un’altalena usando dei legnetti. Il punto non è l’altalena, ma il modello che c’è dietro.” Il team trentino infatti dopo la bilancia sta già orientando le proprie ricerche verso altri lidi. “Stiamo lavorando a un nuovo prototipo, questa volta per dimostrare che lo stesso tipo di forza configurazionale che mette in equilibrio la bilancia può funzionare anche per la locomozione, cioè per la capacità di spostarsi.”
In ogni caso non siamo in grado oggi di prevedere in che modo la nostra scoperta, frutto essenzialmente di un accurato e lungo lavoro teorico, potrà trovare applicazione pratica. Quello dipenderà dagli interessi che la nostra idea potrà suscitare nell’industria. Il nostro lavoro è scoprire aspetti nella meccanica che finora non sono noti, e questa nuova tipologia di forza elastica in questo senso è un passo in avanti di prim’ordine.”
Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia. 
Crediti immagine: Kurtis Garbutt, Flickr
