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Cannone a vortici

Fig. 1. Un cannone a vortici commerciale (Airzooka).

Come conclusione di spettacolo con effetti speciali, si può usare un cannone a vortici costruito con una bidone di plastica con un buco rotondo, chiuso da una membrana di gomma (ma si può usare una semplice scatola di cartone) che spara un getto d’aria quando si colpisce la membrana (Figura 1). Si costruisce un bersaglio formato da una piramide di bicchieri di plastica, e si usa il cannone per farlo crollare, anche da una certa distanza. Cosa spara il cannone? Come fanno i “proiettili” di aria ad arrivare così lontano?

Fig. 2. Un anello di fumo generato da un cannone a vortici.

Per mostrare cosa succede, si utilizza una macchina del fumo tipo quelle usate per le feste. In questa maniera si può ”visualizzare” il vortice a forma di ciambella (un anello di fumo) che esce e che viaggia per tutta la sala (conviene usare una fonte di luce trasversale, su fondo nero), Figura 2.

Fig. 3. Sezione di un vortice con diagramma delle forze.

Ma perché gli anelli di fumo sono così stabili? Di nuovo la spiegazione comporta l’effetto Bernoulli: la superficie della ciambella di fumo si muove uscendo dal foro della ciambella stessa, allargandosi e poi ricomprimendosi, fino a rientrare nel foro. Ma all’interno della ciambella l’aria è ferma, così come lo è all’esterno. Quindi c’è una pressione traversa che confina il flusso, e quindi la ciambella rimane stabile finché il fumo si muove (figura 3).

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Concetti fisici:

• Legge di Bernoulli