Sufismo e scienza, la dinamica dei coni rotanti

Sufismo e scienza, la dinamica dei coni rotanti

Traendo ispirazione dal movimento delle gonne nella tradizionale danza Sufi, tre ingegneri del Virginia Institute Technology hanno scritto le equazioni che spiegano la dinamica di superfici coniche flessibili in rapida rotazione. Il risultato consente di spiegare la formazione di schemi di concavità e concavità che si sommano al movimento rotatorio, e potrebbe risultare utile per lo studio delle deformazioni che intervengono in molti sistemi rotanti, dalle turbine ai lettori di hard disk(red)

Spesso ingegneri e ricercatori che si occupano di robotica osservano i movimenti degli animali per cercare di coglierne i principi biomeccanici che li governano e riprodurli con dispositivi meccanici. Ma esistono anche altre importanti fonti d’ispirazione in processi dinamici che l’uomo ha imparato a usare molti secoli fa, senza peraltro riuscire a comprenderli appieno dal punto di vista fisico.

Un esempio significativo in questo senso è la famosa danza turbinante dei dervisci, che ha ispirato a James Hanna del Virginia Institute of Technology e colleghi tre semplici equazioni che descrivono la dinamica di una superficie flessibile rotante di forma conica e di cui riferiscono in un articolo sulla rivista “New Journal of Physics”

L’idea di descrivere un simile sistema dinamico è venuta agli autori in modo casuale dopo aver visto in televisione un documentario sui dervisci che, nel corso di una cerimonia tipica dell’antica tradizione religiosa Sufi, roteano vorticosamente su se stessi per raggiungere l’estasi mistica.

VIDEO: Turbinando in nome di Dio

Per il rituale, i danzatori indossano una caratteristica gonna di forma conica, che durante la rotazione si alza per effetto della forza centrifuga, producendo uno spettacolare movimento a cui sovrappone un moto ondulatorio dovuto alla flessibilità del tessuto, che altera il profilo della gonna e sembra sfidare la forza di gravità e il senso comune.

“Siamo rimasti colpiti dal fatto che durante le rotazioni si instaurano schemi di movimento molto stabili”, ha spiegato Hanna. “Si tratta di un problema rilevante per molte applicazioni, dalle pale delle turbine ai lettori di hard disk.

Nei sistemi rotanti spesso si rompe la simmetria del sistema intorno all’asse di rotazione: se non fosse così non si formerebbero gli uragani”.

Danzatori dervisci durante la caratteristica danza turbinante 

Il passaggio cruciale per arrivare alle equazioni corrette è stato tenere conto della forza di Coriolis, la forza apparente che si osserva quando si descrive il moto di un oggetto in un sistema di riferimento in rotazione rispetto a un sistema di riferimento inerziale e che è responsabile di molti fenomeni atmosferici, come cicloni e anticicloni, dovuti alla rotazione della Terra intorno al proprio asse.

Secondo i ricercatori, le equazioni sono in grado di riprodurre in modo soddisfacente le alternanze di concavità e convessità che si producono in un corpo conico flessibile in rapida rotazione e quindi anche delle misteriose gonne dei dervisci rotanti.

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