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Perché l'uomo non può volare?

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Perché l'uomo non può volare?

Messaggio Da Ken-Scienza il Lun Feb 21, 2011 1:28 pm


Perché l'uomo non è in grado di volare, malgrado l'energia necessaria per il volo sia inferiore a quella richiesta dalla corsa e ancor di più dal nuoto?

Non è soltanto perché non è nato con le ali! Facciamo un semplice conto. Per correre 1 km, un uomo di 70 kg consuma mediamente 33 kcal (grandi calorie, quelle cui si fa riferimento in dietologia). In acqua le cose vanno molto peggio per la stessa distanza il dispendio energetico essendo circa dieci volte tanto. Per l'aria, se estrapoliamo dal consumo di un uccello, si può valutare un consumo di 15 kcal al km, ossia la metà del correre. Ho parlato di estrapolazione perché non vi sono uccelli oltre un certo peso, giacché per sostentarsi - e ancor più per spiccare il volo - dovrebbero possedere ali gigantesche e muscoli di rara potenza. Supponiamo che un grosso uccello di 3,5 kg, quale un'aquila, abbia un'apertura alare di un metro e mezzo, corrispondente a una superficie alare sui 0,4 m2. Per sostentare un volatile di 70 kg - come un uomo - occorrono allora ali con una superficie 20 volte maggiore di quella detta, per il fatto che devono poter sviluppare una spinta di Bernoulli (Il teorema di Bernoulli afferma che, per la conservazione dell'energia, in ogni punto di un fluido perfetto, deve mantenersi costante la somma di tre termini: la pressione, l'energia cinetica [per unità di volume], l'energia gravitazionale [queste ultime riferite al volume unitario]. In un moto orizzontale, l'energia gravitazionale non varia, e dunque basta che la somma pressione+energia cinetica resti costante. Pertanto, più alta è la velocità del gas, più bassa deve essere la pressione che esso esercita sulle superfici a contatto.) altrettante volte più intensa.

Dunque ali di ben 8 m2 globali, ossia pari a una vela da windsurf e mezza! E qualcosa del genere, e anche più, occorre infatti per tener su un deltaplanista. Ma in natura gli oggetti hanno volumi - e quindi pesi - che crescono grosso modo con il cubo della loro dimensione lineare, ma superfici che vanno come il quadrato. Impossibile dunque realizzare ali così grandi e insieme muscoli capaci di azionarle che non siano spropositati. C'è dunque un limite invalicabile. Tra gli uccelli stessi, quelli più grossi per decollare devono acquistare sufficiente velocità correndo per una lunga distanza sul terreno (o pattinare sull'acqua come fanno i fenicotteri), in modo che la spinta di Bernoulli diventi cospicua. I più grandi volatili di tutti sono le rarissime otarde che nei maschi arrivano a superare i 15 kg, partono tuffandosi dall'alto e si mantengono in quota veleggiando e sfruttando i venti o le correnti ascensioali, come i deltaplani. Al di sopra, solo degli eterni appiedati. L'uomo, ovviamente, rientra in questa categoria: anche se equipaggiato con uno speciale deltaplano ad ali articolate, manovrabili con le braccia alla maniera degli uccelli o preferibilmente con le gambe, che offrono muscoli più robusti ed efficienti, egli non può volare. C'è stato chi ha provato a dotare una bicicletta di ali ed elica - forse il modo più conveniente di tentare il volo - ma è riuscito a malapena a staccarsi dal suolo per qualche decina di metri.
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