Il nastro che aiuta a studiare i terremoti

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A tutti sarà capitato di sentire il rumore stridente del nastro da imballaggio quando viene staccato dalla superficie di una scatola, oppure di sperimentare la frustrazione di non riuscire a rimuovere completamente un’etichetta adesiva appiccicata su un nuovo acquisto. Ciò che si osserva in entrambi i casi, quando l’estremità libera dell’adesivo viene tirata verso l’alto per indurne il distaccamento, è un tipico movimento a scatti. Questo  comportamento, all’apparenza trascurabile, è in realtà oggetto di studio da parte dei fisici e la sua comprensione potrebbe avere interessanti risvolti in campo tecnologico.

Il risultato più interessante dello studio è che questo distaccamento a scatti si presenta anche a livello microscopico. I ricercatori hanno catturato questo fenomeno utilizzando una telecamera ad alta velocità e risoluzione microscopica, filmando 300.000 fotogrammi al secondo. Ciò che si osserva è il nastro che si stacca dalla superficie in una serie di minuscole linee perpendicolari alla direzione di distaccamento, generate con una velocità elevatissima, fino a 3.200 km/h, più del doppio della velocità del suono. La distanza media tra ciascuna linea è circa la larghezza di un singolo capello umano.

L’esperimento è stato eseguito più volte utilizzando nastri con diversi spessori, pesi e lunghezze, staccandoli da diverse angolazioni e con velocità diverse. Così facendo, è stata trovata una relazione matematica che lega queste variabili alle caratteristiche delle linee di distaccamento, ovvero la loro distanza reciproca e la velocità di generazione – che, a loro volta, determinano la sonorità del suono emesso. In futuro, questo modello matematico potrebbe aiutare gli ingegneri a creare nastri adesivi ad hoc per applicazioni specifiche, ad esempio nastri che si staccano in modo più continuativo e silenzioso. Lo studio potrebbe anche far luce sulla fisica dei cosiddetti “processi di frattura rapida”, come quelli che si verificano nella propagazione dei terremoti.