Ant-Man, il sacchetto dell’aspirapolvere ed il momento torcente

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ant-man Ogni eroe dei fumetti ha il suo tallone d’Achille, e quello di Ant-Man misura solo un millimetro: per un supereroe grande come una formica, ci sono alcuni ovvi svantaggi. Per esempio, come Superman è vulnerabile alla kryptonite, Ant-Man deve stare sempre attento al rischio, più frequente, di essere calpestato.Inoltre, avendo una falcata di pochi millimetri, ha bisogno di migliaia di passi per coprire la distanza che con un’altezza normale percorrerebbe con un unico passo. Quindi il tempo per spostarsi aumenterebbe in proporzione. Senza dubbio questo è il motivo per cui spesso chiede un passaggio alle formiche perdilegno. Il fatto che possa cavalcare una formica senza schiacciarla indica che la sua massa diminuisce parallelamente alla grandezza,e quindi la sua densità resta costante ( ricordate che la densità è il rapporto tra la massa di un oggetto ed il suo volume; se quest’ultimo diminuisce di un fattore 1000 e la massa si riduce nella stessa misura, il loro rapporto,quindi la densità resta invariato).


Henry Pym

Henry Pym (Paolo Manuel Rivera).jpg

Ant-Man, Henry Pym, Golia, Calabrone, Giant-Man e Ultron disegnati da Paolo Rivera

Universo Universo Marvel
Lingua orig. Inglese
Alter ego
  • Ant-Man
  • Giant-Man
  • Golia
  • Calabrone
  • Dottor Pym
  • Wasp II
  • Ultron
Autori
Editore Marvel Comics
1ª app. in Tales to Astonish (vol. 1[1]) n. 27
Poteri
  • Capacità di diventare alto fino a 30 metri, piccolo come una formica o di dimensioni subatomiche
  • Corpo cyborg condiviso con Ultron

Henry “Hank” Pym è un personaggio dei fumetti ideato da Stan Lee (testi) e Jack Kirby (disegni), pubblicato dalla Marvel Comics. La sua prima apparizione è in Tales to Astonish (vol. 1[1]) n. 27 (gennaio 1962).

Chimicobiologo e inventore di intelligenza artificiale, Pym è uno dei più brillanti geni scientifici dell’universo Marvel. È l’ideatore delle “Particelle Pym”, una sostanza che permette a lui e alla sua assistente, poi fidanzata, Wasp di rimpicciolirsi fino a grandezze molto piccole. In seguito, una modifica del composto gli permette di aumentare allo stesso tempo le sue dimensioni, gli fornisce una forza straordinaria e le capacità di parlare con gli insetti, di volare e di attaccare con bombe di energia.

Nel corso della sua carriera ha assunto le identità segrete di Ant-ManGiant-ManGoliaCalabroneWasp II e Ultron. È uno dei protagonisti dei film Ant-Man (2015) e Ant-Man and the Wasp (2018), dov’è interpretato da Michael Douglas.

Pym ha fatto buon uso della sua massa ridotta,costruendo una catapulta a molla in grado di lanciarlo ovunque. Naturalmente, l’aspetto problematico non è il viaggio ma l’arresto. Per evitare che il suo “lancio” finisca male, Pym sfrutta il suo rapporto speciale con le formiche e usa il suo caschetto cibernetico per chiedere ad alcune centinaia di loro di formare un airbag vivente per consentirgli un atterraggio morbido. L’energia cinetica di Ant-Man verrebbe così distribuita su moltissime formiche, in modo che nessuna debba soffrire troppo per avere contribuito ad attutire la sua caduta. Se Ant-Man è così leggero da essere catapultato a distanza di parecchi isolati con una molla, senza fare male alle formiche che arrestano il suo movimento, come è possibile che riesca a sconfiggere nemici come Protettore o Hijacker? In particolare, come fa Ant-Man ad uscire dal sacco di un’aspirapolvere con un pugno, come si racconta in “Tales to Astonish” n. 37, o a far penzolare a testa in giù un criminale con un lazo di nylon ? Come si spiega nello stesso racconto, Henry Pym manteneva “tutta la forza di un essere umano normale” pur essendo grande come una formica.

Non per spaccare il capello in quattro,ma una persona normale, per non parlare di un biochimico normale, avrebbe grosse difficoltà a far penzolare a testa in giù un uomo adulto, anche usando un lazo di nylon “praticamente indistruttibile”!

Ma a parte questo,che cosa significa dire che Ant-Man ha la forza di una persona normale, tanto da poter rompere un sacco di carta, anche se ha la massa di una formica, al punto che per prima cosa viene risucchiato dall’aspirapolvere?



Forse la domanda di fondo è questa: perchè avete una determinata forza, che vi permette di sollevare senza problemi un peso di 10 kg e a fatica uno di 100 kg, ma assolutamente non uno da 1000?

La nostra forza ha origine dai muscoli e dalle strutture dello scheletro, che formano una serie di leve interconnesse che, in fondo, non si rivelano poi tanto adatte al sollevamento.

Supponiamo di intendere, con il termine “forza”, tra le sue varie definizioni, la capacità di sollevare oggetti. L’ingegno dell’umanità ha portato allo sviluppo di un’ampia gamma di macchine che eseguono compiti come il sollevamento di oggetti pesanti. Una delle nostre prime invenzioni ideate con questo scopo è un semplice oggetto meccanico, la leva. Molti di noi hanno cominciato a conoscere le leve da bambini al parco giochi, sotto forma di un’altalena, cioè una tavola orizzontale sostenuta da un fulcro situato sotto il suo punto medio.Se vi sedete ad un’estremità dell’altalena, riuscite a sollevare per aria un compagno di giochi grazie al vantaggio meccanico della leva.altalena a dondolo Se il fulcro si trova esattamente a metà della tavola, potete sollevare solo una massa simile alla vostra. Se invece il fulcro è molto più vicino ad una estremità, allora un bambino riesce a sollevare un adulto, purchè quest’ultimo si sieda più vicino al fulcro. Il motivo è che l’altalena, e le leve in generale, non bilanciano le forze ma piuttosto i “momenti torcenti”.

Se una forza è in grado di spingere o tirare un oggetto in linea retta, un momento torcente misura la capacità di ruotarlo. In termini matematici, si definisce momento torcente il prodotto della forza applicata per la distanza tra la forza ed il punto in cui deve essere ruotato l’oggetto. Questa distanza  è detta a volte “braccio” del momento torcente. Per una determinata forza applicata, maggiore è la distanza dal punto in cui va ruotato l’oggetto, maggiore è il momento torcente. E’ per questo motivo che nelle porte la maniglia è situata il più lontano possibile dai cardini. Provate a chiudere una porta spingendola all’estremità adiacente ai cardini, e poi applicate la stessa forza dall’altra parte, dove si trova la maniglia. Si usa la stessa forza ma, aumentando la distanza tra il punto di spinta ed i cardini, si accresce il momento torcente perchè se ne allunga il braccio, così è più facile chiudere la porta.

Anche la forza del minuscolo pugno di Ant-Man dipende da una leva. Le nostre braccia riescono a sollevare e lanciare proprio grazie a questo principio. Un oggetto, diciamo una pietra, è situato ad una estremità della leva, che chiameremo “mano”. Una forza viene esercitata dalla compressione di un bicipite, e fa si che l’altra estremità della leva ( l’avambraccio) si muova verso il basso, il che a sua volta, fa alzare l’altra estremità, cioè  la mano che tiene la pietra. Il bicipite tira la mano verso l’alto mentre, quando dobbiamo abbassare la pietra, il tricipite si contrae ed in questo modo spinge la mano verso il basso. I muscoli possono solo contrarsi e tirare, non spingere. Di conseguenza l’evoluzione ha sviluppato un ingegnoso sistema di leve, composto da muscoli attaccati a vari punti della nostra struttura ossea, per rendere possibile un’ampia varietà di movimenti.

Il fulcro della leva costituita dall’avambraccio si trova nel gomito.Può sembrare strano che entrambe le forze siano applicate dalla stessa parte rispetto al fulcro, ma questo tipo di leva è sostanzialmente la stessa di una canna da pesca, in cui la forza applicata ad un’estremità, molto vicina al fulcro, situato in prossimità del mulinello, provoca una rotazione ed il conseguente sollevamento del pesce all’altra estremità della canna. Il vostro bicipite applica una forza di trazione, circa 5 cm davanti al gomito, mentre l’avambraccio in genere è lungo intorno ai 35 cm. Quindi il rapporto tra i due bracci del momento torcente è di 1 a 7, e perciò la forza applicata dal vostro bicipite si riduce di un fattore sette nella mano. Proprio così, si riduce: per sollevare una pietra di 10 kg il vostro bicipite deve produrre una forza di sollevamento pari a 70 kg!

Un commento sensato a questa notizia sarebbe:che senso ha? Perchè bisogna avere nel braccio una leva che aumenta la forza necessaria per sollevare un oggetto? Sembra che non ci sia alcun senso e questa sarebbe una prova contro l’evoluzione, se la funzione principale delle nostre braccia fosse quella di sollevare le pietre. Poichè il bicipite è attaccato molto più vicino al fulcro (il gomito) rispetto alla mano, se si contrae di 5 cm la mano si alza di 35 cm( rapporto 1:7). Questo rapporto sussiste anche quando vogliamo liberarci della pietra, in questo caso una contrazione del muscolo di meno di 5 cm permette alla mano uno  spostamento di circa 30 cm. Questo avviene in un decimo di secondo, e la mano che tiene la pietra la può lanciare con una velocità di 30 cm in 0,1 secondi cioè circa 10,8 km/h. Questa è una stima prudente e una persona in media può raggiungere una velocità di lancio molto più grande usando altre leve che collegano la parte superiore del braccio alla spalla. Ed è questo il senso della leva inversa nella nostre braccia:non è destinata a sollevare grandi pietre, ma a permetterci di lanciarne di più piccole ad alte velocità! I nostri progenitori più abili con le pietre o con la lancia erano in genere cacciatori migliori. Avevano così più probabilità di procurarsi il cibo, e quindi anche una compagna. In questo modo alcuni cacciatori riuscirono a trasmettere ai propri discendenti questi geni di “bravi lanciatori”.

Nel frattempo non ci siamo dimenticati di Ant-Man intrappolato nel sacco di un’aspirapolvere. Per lui tutte le misure di lunghezza sono ridotte, ma il rapporto 1:7 tra i bracci del momento torcente vale ancora a prescindere dalla sua altezza. Il gesto di dare un pugno e un lancio chiamano in causa gli stessi muscoli e movimenti simili, con l’unica differenza che, invece di una pietra, si lancia un pugno.La forza erogata dai muscoli non dipende dalla loro lunghezza, bensì dall’area della loro sezione trasversale.

Se l’altezza di di Ant-Man è pari ad un centesimo del normale, la forza dei suoi muscoli si riduce di un fattore pari a (0,01). Se Pym ad altezza normale è in grado di erogare una forza di 90 kg, il colpo inferto dal suo pugno in miniatura è pari a 0,0009 kg diviso per 0,00000032 m( il suo pugno è molto più piccolo e la sua sezione trasversale ha un’area di 0,00000032 m2,supponendo che la sua mano sia larga solo un millimetro). La pressione del suo pugno si definisce come ” forza per unità di superficie” cioè 0,0009 kg diviso per 0,00000032 m, vale a dire 2800 kg/m2. Lo stesso risultato lo otterremmo con Pym ad altezza normale! Quindi Ant-Man, che sia grande come una formica o come un uomo, applica sempre la stessa pressione. E’ evidente che può davvero uscire da un sacco di carta con un pugno, con grande soddisfazione per tutti gli appassionati di questo fumetto!


 

 

 

 

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