martedì 31 dicembre 2013

Reazione a catena, quasi dalla Terra alla Luna

In questo periodo natalizio proponiamo ai visitatori di realizzare una reazione a catena, che ha come risultato finale di ...
... beh, vedete voi in http://www.ustream.tv/recorded/42249589 (è la reazione del 30 dicembre 2013, e nel sito trovate anche quelle degli altri giorni)

Auguri per il nuovo anno!

giovedì 19 dicembre 2013

AUTOMATA... di camme e manovelle

Nelle prossime settimane alcune classi verranno qui da noi al museo a provare questa nuova e divertente attività di TINKERING.
Questa volta cercheremo di affrontare elementi di meccanica e quindi probabilmente ci confronteremo con attriti, forze e quant'altro dei meccanismi possano offrirci.

Qui vediamo il risultato di questa attività proposta qualche settimana fa durante un corso di formazione per insegnati tenuto presso il Deutsches Museum di Monaco.




Li chiamiamo AUTOMATA, ma per alcuni possono essere dei semplici giocattoli meccanici, mentre per altri possono assumere l'aspetto di vecchi carillon.


the fox and the sea, da The automata cabinet



Il materiale usato consiste in:

scatole di cartone


stuzzicadenti



gomma crepla


e tutta la fantasia di cui siete dotati



Per maggiori dettagli qui sotto trovate il link dell'exploratorium, che ci ispira sempre.

http://www.exploratorium.edu/pie/gallery/cardboard/index.html

lunedì 2 dicembre 2013

Vecchi materiali, ma molto nuovi

Ho ripreso a girovagare sul web per rimpolpare le attività del nuovo laboratorio sui materiali.

Ecco tre conferenze TED su nuovi materiali, che sono anche antichi.
Fiorenzo Omenetto: Seta, l'antico materiale del futuro.
Eben Bayer: i funghi sono la nuova plastica?
Suzanne Lee: coltivate i vestiti!

Non riguardano materiali "antichi" che vivono una vita moderna, ma sempre di materiali si tratta
New Super-Waterproof Material Makes Water Drops Bounce Off
Nano-cone textures generate extremely 'robust' water-repellent surfaces
Me li ha indicati Fabrizio.

e per ultimo
5 Crazy New Man-Made Materials That Will Shape the Future

martedì 12 novembre 2013

Effetto davvero "Esplosivo"!

... ed a un certo punto BOOOM!!

Questo è il finale della storia che vede coinvolto, oltre me, l'amico e collega Fabrizio.
Cosa è successo prima?
Fabrizio di chiedeva quale fosse il modo migliore per spiegare il funzionamento di un motore a combustione interna senza adoperare necessariamente un'automobile. Spulciando in rete trova quindi queste "Piezo popper gun". Ok, va fatto subito.

Serve:
accenditore piezoelettrico di un accendino, si prolungano i contatti elettrici:


un contenitore stagno tipo porta rullini, si fora il tappo per far passare i cavi elettrici:







alcool etilico, isopropilico (quello del pulitore contatti spray) ma va bene anche del profumo o della benzina; insomma qualunque cosa abbia vapori infiammabili!











Che altro? Si mette assieme tutto fissando le varie parti magari su una basetta di legno, per comodità ho fatto questo:















Come funziona? 
Semplicissimo, si bagna l'interno del contenitore porta rullini con il liquido infiammabile (appena inumidito non "riempito"!), si scalda con le mani il contenitore stesso e poi si preme il grilletto: la scintilla provocata dall'accenditore piezoelettrico farà esplodere i vapori del combustibile e, appunto, BOOOM!!!
Prestate molta attenzione nel ripetere questo esperimento: l'esplosione provocata potrebbe essere molto forte!

Aggiornamento del 15/11/13:
"Il cannoneggiamento continua"

giovedì 24 ottobre 2013

Stirando sacchetti di plastica

Il prossimo sabato e domenica è un week end speciale dedicato al ciclo di vita dei materiali e una delle attività che proponiamo riguarda stirare sacchetti di plastica per fonderli insieme e ottenere un foglio resistente con cui realizzare oggetti, p.es. un portafoglio, una piccola borsa, un ornamento personale. Abbiamo visto come si fa in tutorial semplici e precisi tipo questo:


e abbiamo visto che anche l'Exploratorium lo propone ai propri visitatori del Tinkering Studio. Quindi, ispirandoci a loro (noooon copiando!), ci abbiamo provato.
E' una attività semplice, il ferro da stiro va impostato a una temperatura bassa (sintetici o seta), non ci sono fumi o odori sgradevoli (comunque teniamo aperta la finestra del laboratorio). I fogli che si ottengono possono essere cuciti: facciamo fare i fori con un chiodo e usiamo aghi senza punta e filo di cotone da ricamo  un po' spesso (ma anche spago sottile e simili). Lo spessore dei fogli viene determinato da quanti strati di sacchetto si mettono e dallo spessore della plastica del sacchetto. Non vanno bene i sacchetti compostabili.
Le prime prove ci hanno dato soddisfazione (nelle foto che seguono si vede al lavoro Patrizia).

in fase creativa

 in fase operativa

curiamo i dettagli 

ecco una prima versione di portasmartphone, da rifinire



esempi di fogli ottenuti con inserti di sacchetti diversi

Altri tutorial (ma ce ne sono decine)
Plastic Fusing Tutorial 
How to Fuse Plastic Bags into a Laptop Case - Threadbange... 
Melt! Fuse! Transform! - Part 1: Overview 
Melt! Fuse! Transform! - Part 2: Melt! 
Melt! Fuse! Transform! - Part 3: Explaination of photo fabric transfer technique 

giovedì 17 ottobre 2013

Cosa bolle in pentola?







Vedete l'immagine qui sopra? Sembra proprio il pentolone di una strega, quale sarà mai la pozione che bollendo fa tutto quel fumo? Zampe di pesce, code di gallina, becchi di rospo?!? 
No, niente di magico: è semplicemente acqua, del rubinetto, a temperatura ambiente 
e il segreto è racchiuso in questo aggeggino qui sotto:




Stiamo proseguendo con l'implementazione degli exhibit per il Laboratorio Materiali, sempre il percorso sul suono, studiamo cosa accade quando un suono ad altissima frequenza -in questo caso 1,5 MHz circa- si propaga nell'acqua. L'orecchio umano non riesce a percepire questa frequenza, si tratta infatti di un "ultrasuono", azionando quindi l'aggeggino non ci accorgiamo di nulla né sentiamo niente in realtà.
Nell'acqua invece qualcosa accade, ed è una cosa alquanto curiosa, questo fluido "si rompe".
L'alta frequenza infatti scompone l'acqua in piccolissime goccioline, talmente piccole da riuscire a galleggiare nell'aria, abbiamo creato così una soluzione colloidale.
"L'aggeggino" in questione è un nebulizzatore ultrasonico proprio come quello contenuto nell'apparecchio per l'aerosol contro il mal di gola.
Ci siamo chiesti: Ma cosa c'è dentro?come funziona? 
Tempo un minuto e il povero aggeggino è stato segato a metà:




Nella parte superiore, davanti al cavo di alimentazione, c'è il sensore che verifica la presenza dell'acqua (quel cilindretto nero a forma di U capovolta) evita che la piastrina piezoelettrica, posta nell'alloggiamento subito sotto, si azioni a secco: il cristallo piezo muovendosi molto velocemente tende a scaldarsi e l'acqua in questo caso funge anche da refrigerante. Il resto dei componenti che si intravedono sono parte dell'elettronica necessaria a generare la frequenza ultrasonica. Infine c'è la corona di luci, sono led di vari colori, la funzione è solamente estetica.
Tutto questo materiale è immerso in una durissima resina bianca ed è racchiuso in un contenitore metallico completamente stagno.
Ricapitolando, il circuito elettronico adeguatamente alimentato (24V 1A) genera un segnale elettrico ad altissima frequenza,1,5 MHz , che inviato alla piastrina piezoelettrica la fa vibrare e impattare sull'acqua con la stessa frequenza. 
Ma perché il pentolone?
In realtà il pentolone della strega non ha alcun legame con il laboratorio, lo ha invece con La Notte al Museo "Speciale Halloween" che stanno organizzando i colleghi, il cui tema appunto riguarderà Halloween, streghe, zucche e scienza dove verrà adoperato come oggetto scenico:
Abbiamo creato una macchina che fa tutto fumo e niente arrosto, perchè quindi non approfittare dei nostri progressi!?!
Nel pentolone sono immersi quattro dispositivi legati tra loro.
Ottimo contributo di Enrico questo video in slow motion che descrive perfettamente il fenomeno.






Sempre sull'argomento:
Prove propagazione suono nell'acqua
Percorso sul suono, laboratorio materiali, i lavori procedono!
Suoni nell'acqua: una grossa correzione
Suoni nell'acqua: trovato l'errore!
Prime prove di soluzione colloidale dalla pagina Facebook del Museo

venerdì 20 settembre 2013

Suoni nell'acqua: trovato l'errore!

"abbiamo fatto luce sul suono!" e quindi svelato il mistero che ammantava quello che pareva essere un semplice esperimento sulla propagazione dei suoni nell'acqua.
Un breve riassunto lo trovate
Qui: primo esperimento sulla propagazione dei suoni in acqua con trasduttori piezoelettrici
qui: iniziano i lavori di costruzione dei kit per il laboratorio
qui: la scoperta dell'errore, nei commenti si trova anche la descrizione del resto delle prove che abbiamo effettuato, ovvero mettere tutti i cavi in ammollo nello stesso contenitore pieno d'acqua.

Insomma, cosa succede? La propagazione del suono non c'entra niente, c'entra invece la propagazione del segnale elettrico. Pensavamo fosse impossibile avendo messo tutti i fili "in corto" nell'acqua, ma ci sbagliavamo! Infatti nessuno dei fili è proprio in corto, l'acqua offre una certa resistenza elettrica ( Per avere un'idea un centimetro "lineare" di acqua del museo ha una resistenza di circa 60 ohm) e non si comporta quindi come un perfetto conduttore! Riporto lo schema semplificato dell'esperimento che abbiamo svolto qui accanto.
Il primo dei tre circuiti rappresenta il nostro sistema composto da un lettore musicale (a sinistra) i cui cavi di uscita privati dell'altoparlante sono stati messi in acqua insieme ad i cavi di ingresso di un amplificatore per chitarra elettrica (sulla destra).
Quel groviglio di resistenze al centro rappresenta la resistenza che offre l'acqua al passaggio di corrente elettrica tra tutti e quattro i fili immersi. Gli altri due circuiti subito sotto rappresentano, insieme, un'ulteriore semplificazione del primo circuito. (Ecco in verità bisogna fare la differenza tra i due circuiti dato che se provaste a seguire l'andamento della corrente col dito vi rendereste conto da soli che è di verso opposto in uscita Vo ) Ma anche senza perdersi in difficili calcoli è  evidente come l'equazione in fondo sia ben diversa da "zero", ovvero la tensione in uscita Vo totale dipende dalla tensione in ingresso Vi in relazione a tutte le resistenze del circuito, che in questo caso variano al variare della distanza dei cavi immersi in acqua.
Non è chiaro qualcosa? Non torna qualche conto? Aggiungete tutti i commenti qui sotto!


martedì 10 settembre 2013

La meraviglia per una idea potente

Fabrizio mi aveva indicato questa meravigliosa realizzazione ma l'avevo persa. Ora l'ho ritrovata e sono ancora una volta stupefatto dalla potenza di una idea semplice.

A Liter of Light http://youtu.be/o-Fpsw_yYPg 

L'idea e la realizzazione sono di Alfredo Moser, un abitante di Uberada, una piccola cittadina brasiliana. Questa lampada si è diffusa in molte nazioni diverse, non solo dell'America Latina, p.es. nelle Filippine: la sua storia è in Solar Bottle Bulb, bottiglie di plastica per illuminare casa e in Alfredo Moser: Bottle light inventor proud to be poor. Le istruzioni dettagliate per costruirla sono in Istructables How to build a SOLAR BOTTLE BULB.

mercoledì 4 settembre 2013

Suoni nell'acqua: una grossa correzione

Prima del periodo di ferie avevamo provato a usare un microfono piezoelettrico immerso nell'acqua. A un certo punto abbiamo immerso anche un piccolo altoparlante con risultati fantastici: http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/08/prove-propagazione-suono-nellacqua.html.
Ora abbiamo ripreso le prove e abbiamo sostituito l'altoparlante (tipo cuffia ad archetto) con una capsula piezoelettrica. L'effetto c'è, il microfono immerso ci fa sentire bene il suono inviato al piezo-altoparlante. Abbiamo provato a sostituire l'acqua con lo shampoo e va ancora meglio. Tutti contenti.

Poi ci siamo accorti che stavamo sbagliando, e parecchio. In effetti abbiamo capito che il segnale elettrico che arriva all'altoparlante viaggia nel liquido e arriva ai contatti del microfono piezo, anche se abbiamo coperto di colla a caldo una delle sue facce, isolandola elettricamente. Insomma, sembra proprio che quello che sentiamo non sia dovuto alla propagazione del suono nell'acqua ma alla propagazione del segnale elettrico. Non capiamo bene come funzioni, e fondamentalmente non capiamo in dettaglio la situazione elettrica sulle due facce della capsula piezoelettrica. Bisogna studiarci un po'.

martedì 27 agosto 2013

Percorso sul suono, laboratorio materiali, i lavori procedono!


Cosa stiamo combinando?
Stiamo preparando il materiale per il nuovo percorso sul suono all'interno del Laboratorio di Materiali.
Sul banco da lavoro si trovano degli amplificatori di vario genere, dei microfoni tradizionali, dei microfoni "un po' speciali" e dei piccoli altoparlanti.
Molto spesso questi oggetti di tipo comune come questi vengono da noi presi e modificati/aperti/rotti/aggiustati/incollati/saldati/pegati/etc per questioni di necessità -ad esempio l'oggetto che ci serve non è stato ancora inventato- oppure come in questo caso semplicemente per aumentarne la robustezza e quindi permettere ai visitatori di farne l'uso più inappropriato possibile "...come suona un microfono se ci salgo sopra con la sedia?!?" ecco.
Qualcuno dei test già eseguiti lo trovate QUI!

giovedì 8 agosto 2013

La sorprendente traiettoria di una catena in caduta libera

Nel suo The Flying Circus of Physics il grande Jearl Walker indica il seguente fenomeno:

self siphoning beads http://youtu.be/_dQJBBklpQQ 

Il video è comparso nel post Self siphoning beads del blog di Steve Mould, dove si trova un altro video in cui la caduta della catena è ripresa ad alta velocità.
Jearl Walker non propone una spiegazione di quel che succede. Una grande discussione si trova in reddit http://www.reddit.com/r/videos/comments/1guqvk/self_siphoning_beads/, ma devo leggerla con più attenzione di quanto mi consenta il caldo di questi giorni.

Un'altra sorpresa della caduta libera di una catena è che avviene con accelerazione maggiore di g!

Chain Drop Answer 2 http://youtu.be/X-QFAB0gEtE 

E che la caduta libera sia un po' meno banale di quanto siamo portati a immaginare lo vediamo con la caduta di una slinky

Slinky Drop Answer http://youtu.be/eCMmmEEyOO0 

in Slinky Drop Extended la caduta inizia con la slinky più allungata


venerdì 2 agosto 2013

Prove propagazione suono nell'acqua

Stiamo preparando un nuovo percorso sul suono per il laboratorio di materiali: cosa succede quando i suoni incontrano appunto diversi materiali?
Abbiamo cominciato la sperimentazione effettuando delle prove con dei piccoli diffusori acustici - altoparlanti tipo cuffie ad archetto - e dei microfoni piezoelettrici immersi in un contenitore pieno di acqua.

 

Con grande stupore ci siamo resi conto di quanto i collegamenti elettrici non risentano per niente della presenza dell'acqua (poi, per scrupolo di sicurezza, abbiamo isolato e sigillato i contatti elettrici con la colla a caldo) e di quanto bene funzioni il microfono piezoelettrico in immersione: si comporta come un perfetto idrofono. (successivamente ci siamo accorti di un grosso errore, vedi http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/09/suoni-nellacqua-una-grossa-correzione.html)

Microfono piezoelettrico
Piezoelettrico lato collegamenti
Altoparlante recuperato da una cuffia
Tutto a bagno!!
E questa è solo una delle prove, un'altra la trovate qui!

martedì 16 luglio 2013

Quiz sul galleggiamento: dalle misconoscenze alla sperimentazione.

A giugno si  è svolto l'ultimo workshop del Progetto FEAST, un progetto europeo che mira a creare e testare dei laboratori in cui i genitori sono incoraggiati a diventare loro stessi educatori scientifici dei propri figli.

Gli workshop hanno riguardato temi di: robotica (gare di robot), movimento (costruzione di veicoli), astronomia (attività per l'organizzazione di una missione spaziale), suono (esperimenti sul suono e costruzione di cose che lo emettono), ciascuno sviluppato da un diverso museo scientifico europeo.

Il Science center NEMO di Amsterdam ha invece sviluppato un laboratorio sul galleggiamento.

Lo abbiamo testato appunto a giugno, con 12 coppie di genitori e ragazzini dai 7 ai 10 anni.

Vorremmo condividere con voi alcune riflessioni sulla tipologia di ingaggio e sulle dinamiche di questo laboratorio. Pensiamo che potrebbero essere utili a chi vuole svolgere altre attività sul galleggiamento.


Ingaggio:
A differenza che nella maggior parte dei nostri laboratori, l'ingaggio non era un'attività o un fenomeno, ma un Quiz scientifico.
L'animatore invitava i bambini e i genitori a rispondere (separatamente!) a 10 quesiti.
Ogni quesito presentava una situazione di partenza (ad es. un cubetto che - per definizione - galleggia) e una domanda su come si sarebbe comportato un altro oggetto (ad.es un parallelepipedo grande il doppio del cubetto di partenza).

L'obiettivo non era quello di valutare le conoscenze in ambito scientifico, ma piuttosto quello di mostrare che alcune situazioni apparentemente banali possono far sorgere dubbi e misconosenze che poi sono preziose nell'indagine scientifica.
Anche per molti scienziati partire dai propri dubbi ed errori è un modo interessante per iniziare una ricerca!
Il fatto di partire da un ragionamento e poi testarlo nella pratica - pianificando una propria indagine personale -  mette in evidenza alcuni meccanismi del metodo scientifico.

Provate anche voi a rispondere a queste domande (testando solo in seguito le vostre risposte):















Dinamiche di coppia genitore/bambino vs dinamiche di gruppo:

Questo tipo di laboratorio funziona molto bene quando si ha un rapporto stretto tra genitori e ragazzini.
Il genitore infatti trova un suo ruolo molto specifico, aiutando il ragazzino a strutturare l'indagine, a formulare ipotesi, a selezionare i dati che emergono dalle osservazioni.
Abbiamo testato questa modalità anche con un animatore e un gruppo di 20 ragazzini, ma la situazione che si crea è molto diversa. I ragazzini tendono a partire da un "pasticciamento" piuttosto che da un'ipotesi astratta.
In questa situazione è decisamente meglio partire da un'attività pratica o da un fenomeno sorprendente.
Consigliamo dunque un'attività di questo tipo solo per gruppo con ragazzini dagli 11 anni in su.



martedì 2 luglio 2013

Oltre il tavolo

Molte delle nostre attività hanno a che fare con l'equilibrio, dalle costruzioni all'arte dei mobiles a pratiche sportive (se clicchi sull'etichetta equilibrio nella colonna a destra di questa pagina le trovi tutte). E ora introdurremo anche questo "trucco da bar" indicato nel Flying Circus of Physics di Jearl Walker.

Coin Stacking http://youtu.be/lxrxRUPjiCQ

Un bel passo avanti per me che ero rimasto alla classica pila di "mattoni" che sporge.

venerdì 28 giugno 2013

Exhibit estate: costruzioni

Nell'area che ospita le nuove attività pensate per l'estate 2013 abbiamo messo anche un angolo di costruzioni.

I visitatori hanno a disposizione 3000 blocchetti di legno di faggio di dimensione 30 x 15 x 90 mm.

La cosa interessante è la varietà di forme e soluzioni costruttive che si possono ottenere da un
modulo identico.


venerdì 21 giugno 2013

Sabbia + acqua = fenomeni interessanti

Partecipiamo al progetto europeo Engineer sviluppando l'unità legata all'ingegneria geotecnica, quindi ho imparato un po' di cose sui terreni e le loro caratteristiche. Avevo già pasticciato con la sabbia quando mi sono occupato di materiali granulari, ma in genere era sabbia asciutta. L'unico fenomeno con sabbia bagnata che avevo incontrato è il cosiddetto "effetto bagnasciuga" (o forse sarebbe meglio "effetto battigia"?):

The Wet-Sand Effect  http://youtu.be/B_qRh5Y-hO8 

Ho scoperto un altro e sorprendente fenomeno, che avviene quando la sabbia è satura di acqua: la liquefazione del suolo (o Liquefazione delle sabbie come è chiamata su wikipedia italiana - vedi anche la più estesa Soil liquefaction su wikipedia inglese).


La liquefazione del suolo non è solo un fenomeno sorprendente, accade a grande scala durante i terremoti che avvengono in località con un terreno di caratteristiche simili: è avvenuto anche durante il terremoto in Emilia e ha contribuito a danneggiare gli edifici (anche un edificio ragionevolmente antisismico ha dei problemi quando si inclina perchè affonda nel suolo).


Altre informazioni si trovano in Soil Liquefaction web site.
Quando entra in gioco l'argilla la liquefazione diventa ancora più marcata:

Extreme Soil Liquefaction  http://youtu.be/Rd6W2aP2dkA

Un evento provocato da un terreno ricco di argilla è documentato da un filmato del 1978

The Quick Clay Landslide at Rissa - 1978  http://youtu.be/3q-qfNlEP4A

Sembrava tutto. Ma proprio ieri una collega israeliana mi ha segnalato questo video:


martedì 11 giugno 2013

Exhibit estate: Micromondi

Per l'estate stiamo preparando un exhibit/installazione in cui i visitatori potranno guardare attraverso lenti, stereoscopi e microscopi per scoprire le cose da moooolto vicino.

Ecco qui alcune foto che abbiamo fatto.

Per alcune abbiamo usato uno stereoscopio Intel Play, che è facile da usare, ha tre tipi di ingrandimenti (10x, 60x e 200x) e si attacca al PC con un semplice cavetto usb. Il programma per visualizzare le immagini sullo schermo si installa da CD o si scarica in rete e consente di fare foto e anche piccoli filmati.

Il vantaggio dello stereoscopio è che le cose si vedono tridimensionali e non bisogna preparare alcun vetrino.



Mentre per l'ingrandimento 10x si può direttamente appoggiare la lente dello stereoscopio su una superficie, ad es. la manica del maglione, la pelle del braccio, la superficie di un giornale o quella di un biscotto, per gli ingrandimenti maggiori conviene posizionare lo strumetno sulla sua base, altrimenti i movimenti non consentono di mettere bene a fuoco gli oggetti.
In ogni caso bisogna ricordarsi di avere abbastanza luce per guardare l'oggetto in questione.

Biscotto - stereoscopio ingrandimento 10x


Punta di matita - stereoscopio ingrandimento 10x


Abbiamo poi fatto delle foto con dei microscopi ottici con possibilità di ingrandimento 40x, 100x e 400x. In questo caso si perde in tridimensionalità, ma si guadagna in meravigliosi dettagli.



Ecco alcuni risultati interessanti:

Foglia di zucchina - microscopio ottico ingrandimento 100x

Foglia di trifoglio- microscopio ottico ingrandimento 40x


Fotografia su giornale stampato (si vede il retino dei singoli colori primi - a occhio nudo queste sezioni apparivano uniformemente azzurre e grigie) - microscopio ottico ingrandimento 40x

Petalo di fiore - microscopio ottico ingrandimento 100x

Petalo di fiore - microscopio ottico ingrandimento 400x

Tessuto - microscopio ottico ingrandimento 100x

Velcro (si vedono i gancini) - microscopio ottico ingrandimento 40x

Polvere - microscopio ottico ingrandimento 100x