Ti è mai capitato di sentire quel fastidioso stridio quando stacchi un pezzo di nastro adesivo trasparente? Per anni, è stato uno di quei misteri della vita quotidiana che semplicemente accettavamo. Ma ora, i fisici hanno finalmente svelato il sorprendente motivo dietro questo suono. Se sei curioso di scoprire cosa succede a livello microscopico ogni volta che fai “stic-slip” con il nastro, continua a leggere: la risposta potrebbe sorprenderti.
Un mistero svelato dall’alta velocità
Molte cose nella vita non ci soffermiamo a interrogarci. L’acqua bagna. La gravità ci tiene a terra. E il nastro adesivo trasparente “urla” quando lo stacchi. A differenza delle complessità della gravità, però, il grido del nastro è stato finalmente spiegato.
Un team di fisici guidato da Er Qiang Li dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha utilizzato telecamere ad altissima velocità e microfoni sensibili per registrare ciò che accade realmente quando un comune nastro adesivo trasparente si stacca dal vetro. La risposta è sorprendentemente tecnica: il cigolio è una serie di minuscole onde d’urto, che si sprigionano quando fratture supersoniche che corrono attraverso lo strato adesivo del nastro raggiungono i suoi bordi.
Non è un semplice rumore
Quindi, il tuo comune nastro adesivo emette minuscoli “boom” sonici. Le proteste rumorose del nastro adesivo sono state oggetto di indagini per decenni. Già nel 2010, un team di fisici aveva osservato onde elastiche viaggiare lungo la parte staccata del nastro, ipotizzando che il cigolio ne emanasse. Poi, un articolo del 2014 ha collegato il suono alle fratture nel nastro, ma senza svelare il meccanismo esatto.
Li e i suoi colleghi, determinati a risolvere l’enigma, hanno progettato un esperimento per osservare in dettaglio cosa succede quando una striscia larga 19 millimetri di nastro adesivo viene staccata dal vetro. E quello che hanno scoperto è affascinante.
La scienza dietro il rumore: il fenomeno “stick-slip”
Quando stacchi il nastro, questo non si solleva in un movimento fluido, ma segue uno schema irregolare e caotico che i fisici definiscono “stick-slip” (incollamento-scivolamento). Questo comportamento è stato studiato per decenni.
- Stick (Incollamento): Mentre tiri, l’adesivo continua ad aderire ostinatamente alla superficie per una frazione di secondo.
- Slip (Scivolamento): Quando la forza di trazione finalmente supera il legame adesivo, questo cede improvvisamente.
Questo processo si ripete continuamente durante lo stacco. Ma è durante ogni fase di “slip” che accade qualcosa di straordinario a livello microscopico.
Fratture supersoniche: la vera causa
Il nastro non si stacca uniformemente lungo tutta la sua larghezza. Piuttosto, si rompe in bande strette che corrono lateralmente attraverso il nastro, da un bordo all’altro. Queste sono chiamate fratture trasversali, e il team di Li ha scoperto che sono la chiave del perché il nastro “urla”.
Il team ha registrato lo stacco del nastro utilizzando due microfoni e due telecamere ad alta velocità. Uno puntava sotto il nastro dal basso del vetro, l’altro sopra, usando un sistema di imaging schlieren per catturare i disturbi nell’aria circostante. Hanno scoperto che ciò che rende queste fratture così insolite è la lorovelocità.
Dati sorprendenti e un “sussurro sonico”
Sono state registrate velocità di frattura comprese tra circa 250 e 600 metri al secondo (equivalenti a 560-1.340 miglia orarie). Per fare un confronto, la velocità del suono nell’aria a temperatura ambiente è di circa 342 metri al secondo. Ciò significa che alcune fratture si muovono attraverso lo strato adesivo a velocità che si avvicinano al doppio della velocità del suono.
Poiché le fratture viaggiano così velocemente, lasciano dietro di sé un piccolo spazio tra il nastro e il vetro, una fugace tasca di vuoto parziale. L’aria non riesce a riempirla abbastanza velocemente mentre si forma. Questa tasca viaggia con la crepa fino a quando non raggiunge il bordo del nastro, momento in cui l’aria si precipita dentro e la tasca collassa bruscamente.
L’improvviso collasso della cavità è ciò che lancia un’onda d’urto debole nell’aria. Questi shock isolati viaggiano a una velocità leggermente superiore a quella del suono (355 metri al secondo), più simile a un “sussurro sonico” che a un boato, ma guidati da meccanismi supersonici simili.
Confrontando il tempo di arrivo del suono a due microfoni posizionati su lati opposti del nastro, i ricercatori hanno confermato che ogni shock ha origine dal bordo, piuttosto che lungo la lunghezza della crepa.
Un piccolo trucco per chi usa spesso il nastro
Anche se le onde elastiche che viaggiano nel nastro staccato possono produrre un po’ di suono, le immagini hanno chiaramente dimostrato che il treno di deboli shock sovrasta qualsiasi altro contributo. Quindi, la prossima volta che senti quel rumore, saprai che non è solo un suono casuale, ma il risultato di micro-esplosioni che viaggiano più velocemente del suono! Pensa che fenomeno affascinante, una dimostrazione di fisica che avviene ogni volta che chiudi una busta o fissi un foglio!
E tu, avevi mai pensato a cosa potesse causare quel suono quando stacchi il nastro? Condividi la tua esperienza nei commenti!
