Un curioso esperimento fisico pubblicato su Reddit sta facendo impazzire la rete. Il quesito, tanto semplice quanto spiazzante, coinvolge una sfera metallica, una pallina da ping pong, due becher pieni d’acqua, alcune corde e una bilancia a due piatti. Apparentemente un gioco da ragazzi, ma la risposta ha lasciato spiazzati molti utenti.
L’autore del dilemma, l’utente Veiy, ha chiesto: “Da che parte si inclinerà la bilancia? A sinistra c’è una sfera d’acciaio sospesa in acqua, a destra una pallina da ping pong fissata al fondo.” A prima vista potrebbe sembrare una domanda da scuola media, ma la realtà è ben più intricata, come dimostrano le complesse interazioni fisiche tra galleggiabilità, forze di tensione e peso apparente.
Cosa accade nel becher con la sfera d’acciaio?
Nel becher sinistro, la sfera d’acciaio è sospesa nell’acqua tramite una corda, quindi non poggia sul fondo del contenitore. Questo significa che parte del suo peso reale è sostenuto dalla forza di galleggiamento, che corrisponde al peso del volume d’acqua spostato. Tuttavia, la parte restante del peso è trasferita al becher, aumentando il carico letto dalla bilancia.
In pratica, il becher non si limita a pesare l’acqua e la sfera: pesa anche il contributo aggiuntivo causato dalla tensione della corda, che trasmette una forza verso il basso. Questo fa sì che il piatto sinistro della bilancia diventi più pesante.
Cosa accade nel becher con la pallina da ping pong?
Nel becher destro, la pallina da ping pong è tenuta sommersa da una corda fissata al fondo. Questo è il punto cruciale. La forza di galleggiamento, che agisce verso l’alto, non viene contrastata dalla pallina (che galleggerebbe naturalmente), ma dalla tensione della corda. Questa tensione spinge verso l’alto sul fondo del becher, riducendo il peso percepito dalla bilancia.
In questo scenario, il becher “sente” solo il peso reale della pallina, senza il contributo extra della forza di galleggiamento, che viene assorbita dalla corda ancorata. Per questo motivo, il piatto destro della bilancia risulta più leggero rispetto a quello sinistro.
La chiave è nella tensione: chi sostiene cosa?
Il fisico e divulgatore scientifico Derek Muller, nel suo video per il canale Veritasium, chiarisce l’enigma in modo intuitivo. Quando la sfera metallica è sospesa nell’acqua, il suo peso viene in parte “scaricato” nel fluido, e quindi sul becher stesso, rendendolo più pesante. Quando invece la pallina da ping pong è trattenuta al fondo, la sua forza di galleggiamento viene neutralizzata dalla corda, che trasferisce una forza verso l’alto, alleggerendo il peso complessivo del becher.
Il risultato? La bilancia si inclina verso sinistra, dalla parte della sfera d’acciaio, mentre il lato con la pallina da ping pong si solleva, contrariamente a quanto molti avrebbero immaginato.
E se non ci fossero le corde?
Nel caso in cui si eliminassero le corde e si immergessero entrambe le sfere direttamente nell’acqua, trattenendole con un dito, le cose cambierebbero radicalmente. In quel contesto, entrambe le sfere spostano la stessa quantità d’acqua, ricevendo la stessa forza di galleggiamento. Le forze esercitate sulle mani (o sulle dita) che le tengono ferme si trasferirebbero simmetricamente ai becher. E quindi, in quel caso, la bilancia resterebbe in perfetto equilibrio.
