La fisica di come funzionano le balestre
Hai certamente avuto modo di osservare di persona come una molla risponde alla forza. Se premi verso il basso su una molla, essa si espande alla sua forma originale quando la lasci andare. Lo stesso succede se tiri le estremità in direzioni opposte. Questo avviene a causa dell’energia potenziale elastica della molla – l’energia che essa conserva a causa di un cambiamento nella sua forma. Quando tiri una estremità della molla, essa conserva energia potenziale elastica finché non la rilasci. La sua energia potenziale diventa poi energia cinetica, l’energia del movimento, permettendo alla molla di riprendere la sua forma normale e talvolta di rimbalzare.
Ecco esattamente ciò che accade quando armi un arco. A differenza di molti archi giocattolo, non stai tirando su una corda elastica. Invece, mentre tiri la corda verso l’orecchio, tiri le punte delle estremità dell’arco verso di te e più vicine tra loro – la tua forza cambia la forma dell’arco. Quando lasci andare, l’arco torna alla sua forma originale e la corda dell’arco si sposta nella sua posizione originale. Il movimento e l’energia spingono la freccia dall’arco ad alta velocità.
Due fattori determinano la quantità di energia che un arco può contenere. Il suo peso di armeggio è la quantità di forza richiesta per armare l’arco. Il peso di armeggio di un arco aumenta quanto più tiri la corda indietro. La sua lunghezza di armeggio è la distanza tra la posizione della corda dell’arco a riposo e la sua posizione quando viene armato. La quantità totale di energia che un arco può contenere è approssimativamente uguale al suo peso di armeggio moltiplicato per la sua lunghezza di armeggio, diviso per due. In altre parole, la forza complessiva di un arco dipende da quanto sia difficile per te tirare la corda indietro e quanto lontano sei in grado di tirarla. I produttori di archi esprimono questa forza in termini di: L’energia dell’arco, misurata in foot-pound o joule La velocità della freccia, misurata in piedi o metri al secondo Molti fattori possono influenzare il peso e la lunghezza di armeggio di un arco, cambiando la velocità a cui una freccia viaggia: La sua dimensione: Gli archi lunghi semplici sono molto più potenti degli archi corti semplici.
La sua forma: I primi archi erano semplici curve di legno. Gli archi ricurvi, utilizzati oggi negli eventi di tiro con l’arco olimpico, si curvano lontano dall’utente alla fine di ciascuna estremità. Queste curve accorciano l’altezza di struttura, la distanza tra la corda e l’arco a riposo. Questo significa che la corda viaggia più lontano prima di fermarsi e rilasciare la freccia, il che può dare alla freccia un po’ di slancio in più. La forma dell’arco causa anche l’applicazione di ulteriore forza elastica alla corda.
La sua composizione: La densità e la resistenza a trazione di un arco determinano quanto energia può contenere e quanto bene può tornare alla sua forma originale quando viene armato. Gli archi lunghi inglesi venivano spesso fatti di legno di tasso perché era resistente ed elastico. Molti archi moderni sono archi compositi, che utilizzano materiali diversi in diverse parti dell’arco, rendendo alcune parti più flessibili e altre più rigide.
Tutti i concetti di fisica che si applicano agli archi si applicano anche ai balestrini. I balestrini più grandi che una persona mira dalla spalla sono più potenti dei balestrini più piccoli, portatili. La maggior parte dei balestrini moderni ha archi in fibra di vetro, che sono robusti ma flessibili, mentre i balestrini più vecchi usavano archi in acciaio. Quasi tutti utilizzano design di archi ricurvi o composti, anche se alcuni hanno due archi separati anziché un arco continuo.
Indipendentemente dal design dell’arco che utilizzano o da cosa sono fatti, la maggior parte ha le stesse procedure di caricamento, sparatoria e sicurezza di base. Ecco un’analisi più approfondita di queste procedure.