Qual è la fisica dietro il backflip?

Se volete mantenerlo semplice trattate la persona che fa il flip come un corpo regido. Quando i corpi regidi sono 'flipping' allora avrete di solito due assi stabili (il più piccolo e il più grande) e un asse instabile (l'asse centrale).

Come potete vedere dal diagramma, quando si fa un backflip, il corpo si sposta in una specie di forma di moneta (visto meglio nella quarta immagine). Questo fa sì che il corpo stia ruotando intorno all'asse più piccolo situato proprio sopra i fianchi. Questo è lo stesso che far girare una ruota nell'aria. L'asse più corto è una rotazione stabile.

Quindi ora abbiamo affrontato la stabilità del flip, cioè non vi attorciglierete e non finirete rivolti nella direzione sbagliata all'atterraggio.

Ora dobbiamo guardare la conservazione del momento angolare. La conservazione del momento angolare afferma che per un corpo che gira con una coppia zero applicata ad esso. Vale la pena notare che la resistenza dell'aria darà una coppia a qualcuno che fa un flip, ma possiamo tranquillamente ignorare questo nella nostra analisi. Il momento angolare è costante. O in forma di equazione: Iω=Costante. I è il momento d'inerzia intorno ad un asse e ω è la rotazione angolare.

Quando salti, ti dai una certa quantità di tempo in aria per eseguire la tua capovolta, quindi vuoi che ω sia il più alto possibile. Per fare questo devi cercare di diminuire il valore di I poiché questo costringerà ω ad essere più alto poiché Iω=Costante.

Il momento angolare, I, è simile a come la massa agisce nel movimento lineare. Se vuoi accelerare qualcosa linearmente devi applicare una quantità di energia direttamente proporzionale alla massa dell'oggetto che vuoi accelerare. Lo stesso vale per le cose che girano. Quando vuoi aumentare la velocità di rotazione di un oggetto, devi applicare una quantità di energia direttamente proporzionale al momento d'inerzia di un oggetto.

Il momento d'inerzia è misurato dalla somma della massa * la distanza della massa dall'asse di rotazione. Dato che la massa è moltiplicata per la distanza dall'asse di rotazione, vuoi tirare i tuoi arti vicino al tuo corpo (immagine 5 del flip). Questo accelererà la tua rotazione in modo simile a come i pattinatori sul ghiaccio tirano le braccia per accelerare il loro spin.

Vale la pena notare che questo aumento dello spin non è gratuito. Devi mettere fuori energia per aumentare questo spin, perché stai aumentando l'energia cinetica totale del sistema. Non mi credete? Fate qualche giro e provate a tirare le braccia mentre girate. Accelererete, ma ci vuole energia.

Da qui si tratta di saltare abbastanza in alto, darsi abbastanza momento angolare e atterrare correttamente. Stranamente si vedono pochissimi fisici che fanno salti all'indietro...