LA FISICA DELLA VIRATA

Sapevate che la virata a stile libero può essere descritta da una semplice equazione? E che il segreto per andare più veloci è racchiuso in due variabili?

È una questione di… momenti, come suggerisce la fisica e come cercheremo di spiegare in questo articolo. E se qualcosa non è chiaro, chiediamo a Newton: sarebbe stato sicuramente anche un ottimo nuotatore.

Ci siamo occupati dell’efficienza della nuotata, dei costumi da gara e perfino dell’acqua che riempie la vasca. Adesso, tocca alla virata essere l’oggetto di una trattazione scientifica – semplificata e illustrativa – che ci farà comprendere non solo il funzionamento, ma anche i segreti e le strategie da mettere in atto per nuotare più veloci.

“Andare veloci” nel nuoto significa percorrere il maggior numero di metri nel minor tempo possibile; proviamo dunque a estendere questo concetto alla virata. La virata si esegue al termine della vasca, in corrispondenza del muro, per cambiare senso di marcia e per proseguire la nuotata percorrendo nuovamente la lunghezza della piscina nel senso opposto.

Ritoccata e affinata nel corso dei decenni, adattata ai vari stili e alle varie discipline, l’abbiamo vista trasformarsi da un semplice “tocco al muro” a una vera e propria arma da allenare per limare secondi e guadagnare vantaggio sugli avversari.

La chiave di tutto: l’equazione

Prendiamo come riferimento la virata a stile libero. La “virata” vera e propria si compone di più fasi: l’ingresso, la capovolta, la spinta dal muro e la subacquea, ma ci concentreremo solo sulla fase centrale. È la capovolta a essere collegata al mondo della fisica, che altro non è che un “capovolgimento e ritorno alla posizione normale” (una rotazione), unita all’azione di spinta dal muro.

Il valore della sconfitta, in una società dominata dal successo

Il team di Skills N Talents ha brillantemente approfondito l’aspetto scientifico della virata in un video pubblicato sul loro canale YouTube, di cui consigliamo la visione per visualizzare meglio le immagini descritte.

Sebbene la virata possa sembrare complicata, sia da eseguire che da studiare, in realtà l’equazione che la descrive è, sorprendentemente, molto semplice:

L = mrv

Cerchiamo di dare un significato fisico alle lettere L, m, r e v. Questa uguaglianza enuncia la grandezza principale della nostra trattazione: il momento angolare L, che descrive “la rotazione dello spazio di un corpo massivo”, come può essere, ad esempio, un nuotatore che si appresta a eseguire una capovolta.

Il momento angolare varia in funzione di tre grandezze: la massa m dell’oggetto che si muove (l’atleta), la “posizione” r (che possiamo pensare come all’estensione del nuotatore), e la velocità v con cui l’azione viene compiuta.

Rigorosamente, il momento angolare è un vettore, ma non ci addentreremo in spiegazioni troppo dettagliate che esulano dal nostro effettivo scopo , ossia correlare momento angolare e virata.

Questione di… momenti

Quando nuotiamo il nostro corpo in movimento possiede un momento lineare (altresì detto quantità di moto, il prodotto tra la velocità e la massa del corpo) che, nel momento in cui si effettua la virata, si trasforma in momento angolare. È a quel punto che entra in gioco non solo l’equazione, ma anche un importantissimo vincolo: il momento angolare rimane costante per tutta la durata dello spin. Dunque L, in quella relazione, non cambia; anche la massa del nuotatore rimane, naturalmente, invariata.

Ne consegue che le due variabili da cui dipende l’effettivo tempo che s’impiega per eseguire la virata sono r e v. A differenza delle altre grandezze, non sono costanti ma variano e, in particolare, all’aumentare di una diminuisce l’altra e viceversa.

Questo vuol dire che a una “estensione” (r) piccola, corrisponde una velocità (v) elevata. Più si è “appallottolati” durante la rotazione e più veloce sarà l’azione. Una corretta posizione – di testa, torso e ginocchia – durante la capovolta è fondamentale per aumentarne la velocità: l’obiettivo è stare più “rannicchiati” quanto possibile.

Sembra un concetto apparentemente banale, ma la virata non è il solo fenomeno a poter essere spiegato in termini di momento angolare, quantomeno nel mondo dello sport. È il caso di qualsiasi disciplina che preveda l’impiego di capovolte, salti carpiati o piroette – come nel caso del pattinaggio sul ghiaccio. Gli interpreti dell’ice skating, per girare più velocemente, fanno in modo di tenere le braccia vicino al tronco – il più vicino possibile – cosicché la loro “estensione” sia minimizzata.

Possiamo verificare questa relazione anche comodamente seduti alla scrivania, se la sedia è girevole e dotata di rotelle. Se proviamo a ruotare su noi stessi con le braccia aperte (r più grande) o con le braccia saldate al nostro corpo (r più piccolo) ci accorgiamo che nel primo caso gireremo più lentamente, in quanto la nostra v di rotazione sarà più piccola.

Ecco, lo stesso principio si applica al nuoto: per questo, quando si effettua la virata dobbiamo posizionarci proprio come una “piccola palla”, così come suggeriscono gli esperti di Skills N Talent, affinché si massimizzi il valore di v (della velocità) e si minimizzi il valore di r (L, lo ricordiamo, si mantiene costante per tutta la rotazione).

Per richiamare le ginocchia e, in generale, tutti i muscoli coinvolti per appallottolarsi è richiesta un certa mobilità: ciò non deve essere trascurato in allenamento, sia in acqua che a secco. Esistono diverse tipologie di esercizi mirati ad allenare questo aspetto specifico.

Un altro aiuto: le leggi della dinamica

Per una virata che sia il più veloce possibile, la capovolta non è l’unica fase da attenzionare: anche l’ingresso in virata e la spinta dal muro giocano un ruolo-chiave. Qui viene in aiuto un’altra relazione matematica ancor più famosa: la terza legge di Newton. Nel momento in cui ci spingiamo al muro dopo la rotazione, il momento angolare si converte nuovamente in momento lineare. Dato che, come recita il principio, a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, in base alla forza che applichiamo quando ci spingiamo al muro, quest’ultimo “ci spingerà” con una pari forza. Per cui, più potente è la spinta che imprimiamo al muretto e più il nostro corpo viaggerà spedito.

Per concludere, si rimanda a un report di tecnica più puntuale e approfondito già presente sul nostro sito.

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Profilo Autore

Sofia: Su NUSDV unisco le mie due più grandi passioni: la scrittura e il nuoto.
Mi piace raccontare tutti i tipi di storie di cloro e, in particolare, curo una rubrica scientifica dove approfondisco l'aspetto tecnico di questo sport, per guardarlo attraverso le lenti di matematica, fisica e chimica. Quando non sono in laboratorio, mi trovate in piscina a fare qualche bracciata. Dopo dieci anni di agonismo pensavo di aver visto il peggio, ma il dottorato mi ha fatto rivalutare positivamente persino le serie in B2.