Dinamica e aerodinamica dei corpi ovali

In this thesis, we will analyze the dynamics and aerodynamics of oval bodies, with particular reference to the throwing of an American football. In this thesis, we will attempt to describe, both analytically and through empirical data, the forces and motion that occur as oval bodies move through the air. Furthermore, there will be a detailed analysis of the behavior of oval bodies with angular momentum along their axis. This motion will be referred to as 'spin' or 'rolling' throughout the entire thesis. There have been several analyses over time of the behavior of footballs during a throw; however, only in recent years have we obtained an analytical description and important data that allow us to reconstruct the phenomenon much more accurately. The fundamental question we will try to solve is the so-called "oval ball paradox": when a football is thrown with spin, it starts at an angle of about 30° relative to the horizontal but ends at -30°, suggesting that the ball's axis follows the velocity vector throughout its entire motion.

In questa tesi andremo ad analizzare la dinamica e l’aerodinamica dei corpi ovali facendo particolare riferimento al lancio del pallone da football americano. In questa tesi cercheremo di descrivere sia in modo analitico che attraverso dati empirici le forze e il moto che avviene durante il moto dei corpi ovali attraverso l’aria. Inoltre vi sarà un’analisi dettagliata del comportamento dei corpi ovali con momento angolare lungo il loro asse. Questo movimento verrà chiamato ‘spin’ o ‘rollio’ durante il corso dell’intera tesi. Vi sono state diversi analisi nel corso del tempo dei comportamenti dei palloni da football durante il lancio, tuttavia solo negli ultimi anni abbiamo avuto una descrizione analitica e dei dati importanti che ci permettono di ricostruire il fenomeno in maniera decisamente più accurata. Il quesito fondamentale che cercheremo di risolvere sarà il così detto “paradosso della palla ovale”: quando un pallone da football viene lanciato con uno spin parte circa ad un’angolazione di 30° rispetto all’orizzontale ma termina con una di -30°, e quindi si direbbe che il l’asse del pallone segua il vettore velocità durante l’intero moto.