domenica 27 maggio 2012

Frana nell'acqua e la forma di una sponda

Devo ammettere di avere una gran passione per i materiali granulari, tipo sabbia, riso, lenticchie, ... Hanno comportamenti non ovvi, e per quanto diffusissimi (pensa alla polvere!) non sono ancora completamente descritti da un insieme di formule. Inoltre non è neppure ovvio classificarli secondo la tradizionale suddivisione solido, liquido, gas, e sono quindi un eccellente punto di partenza per ragionare sul significato e i limiti delle definizioni: ciascun granello è solido, ma l'insieme si comporta spesso come un fluido, per esempio lo si può versare e si adatta alla forma del contenitore. 
Una delle caratteristiche tipiche di un granulare è la pendenza che assume quando forma un mucchio, quello che si chiama angolo di riposo: ogni granulare ha il suo.


Abbiamo realizzato una attività specifica per esplorarlo un po', Il riposo del granulare, ma finora abbiamo lavorato sempre con granulari asciutti, lasciando ad altra occasione il pasticciare con granulari bagnati. 
Ora l'occasione è arrivata, grazie a un progetto per la scuola primaria che riguarda l'interazione di acqua e terriccio nella prospettiva di realizzare uno stagno. L'esperienza ci dice che quando scavi una buca nel giardino trovi in genere terra umida e le pareti della buca possono restare piuttosto ripide, diversamente che se la terra fosse asciutta. Ma le sponde di uno stagno sono inclinate. Allora Stefano e io abbiamo realizzato una cella sigillata con il nastro adesivo tipo americano,  


l'abbiamo riempita per metà di terra, abbiamo bagnato la terra e poi abbiamo riempito di acqua la metà vuota




Il terriccio è franato abbastanza rapidamente e quando l'acqua è tornata limpida si è visto l'angolo di riposo.


Sul fianco posteriore si vede dove era all'inizio la terra bagnata, quindi si apprezza bene quel che è successo. 
E ora, in vista dell'estate dovremmo approfondire il lavoro sui castelli di sabbia? del resto, che si tratti di buona fisica ce lo conferma la NASA, il dotto articolo The physics of sand castles: maximum angle of stability in wet and dry granular media e il più recente Sticky sand 

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