Questo blog è una specie di diario di lavoro che riporta brevi annotazioni riguardanti quello su cui stiamo lavorando, quel che stiamo preparando, siti e video interessanti che abbiamo trovato, magari cercando altro.
Sto pensando alle attività da proporre durante i corsi per insegnanti che si svolgeranno in estate (http://www.museoscienza.org/scuole/corsiFormazione.asp) e naturalmente in questa fase butto sul tavolo tutto quel che mi viene in mente o trovo in giro nella rete, per analizzarlo poi con calma e scegliere quel che è più efficace e divertente.
Da sempre mi affascina la rotazione delle cose e vorrei che facesse parte dei corsi. Ho ritrovato due fenomeni proprio belli.
Avevo visto lo stesso fenomeno per la prima volta nel sito di Steve Spangler, The Unbelievable Pendulum Catch, ma Bruce Yeany crea situazioni divertenti.
Non conoscevo Bruce Yeany, ho visto che ha realizzato una consistente serie di video che mi guarderò con calma e attenzione.
Ho ritrovato questo video girellando nel web alla ricerca di materiali da usare come spunti di discussione alla fine di una delle attività del laboratorio temporaneo di matematica: l'attività consiste nel tenere in verticale su un dito un'asta di legno e nel rappresentare
con un disegno, uno schema, un diagramma quel che accade, cioè quel
che la persona fa per tenerlo in verticale senza farlo cadere.
Ma si può esagerare: perchè limitarsi a un pendolo inverso semplice quando possiamo averlo doppio?
Questa sui solidi geometrici era un'attività che abbiamo portato al museo per la prima volta e siamo molto soddisfatti. Qui sotto ho raccolto un po' di foto di quanto prodotto.
La nostra ospite, Linda Giampieretti, è una giovane matematica laureatasi presso l'Università degli Studi di Bologna, che porta avanti da un paio di anni un progetto sull'insegnamento della geometria solida con la penna 3D e presso musei e scuole tiene workshop e corsi di formazione sull'uso di questo strumento in ambito didattico.
Sto lavorando sul caffè insieme a Enrico, per proporre una nuova attività ai ragazzi dell'Istituto Alberghiero Vespucci. L'idea è partire da un alimento noto, che i ragazzi "maneggiano" a scuola nel loro laboratorio di cucina e usarlo per esplorare fenomeni che possono portare molto lontano o al contrario molto dentro, dentro a un chicco, appunto.
Partiamo da dentro: il modo più semplice di vedere cosa ci sia dentro è provare a tirarlo fuori, a estrarlo. Ho preso dei chicchi di caffè tostati e li ho triturati grossolanamente in un mortaio, ho messo il risultato in due becher diversi, ho aggiunto in uno acqua calda e nell'altro alcol etilico e poi ho filtrato nei cilindri. Ecco il risultato.
A sinistra l'estrazione con acqua calda, a destra con alcol etilico.
Ho ripetuto l'estrazione con il caffè già macinato, molto più fine di quello che avevo preparato io. E' venuto così.
Anche in questo caso il colore più scuro l'ho ottenuto dall'estrazione con acqua calda e il più chiaro con alcol etilico. Ma i colori sono diversi da prima, sembra quindi che la differenza dipenda proprio dalla granulometria del caffè.
Ho deciso di usare anche l'alcol etilico perchè su altri "granulari da mangiare", le spezie macinate, mi ha dato un altro risultato interessante, il profumo. Con i chiodi di garofano, triturati nel mortaio, dopo l'aggiunta di alcol e la filtrazione è percepibile bene l'odore tipico di questa spezia, ma non il colore (che si estrae con l'acqua calda). Con la cannella succede il contario.
Tutto questo ha sicuramente a che fare con la solubilità delle molecole responsabili del colore e del profumo, per alcune migliore in acqua, per altre, probabilmente quelle lipofile, in alcol etilico. Si tratta di molecole molto diverse tra loro, a seconda delle spezie, che derivano non solo da piante varie ma anche da parti diverse della pianta (dal calice i chiodi di garofano, dalla corteccia la cannella, dal seme per il caffè).
E per sentire tutto l'aroma (o gli aromi) del caffè e delle spezie come dovrebbe avvenire l'estrazione?
Per il caffè è l'acqua il liquido migliore, ovviamente. Ma quanto deve essere calda? A temperature diverse, infatti, succede questo:
Tutti i modi di preparare il caffè nel mondo usano queste variabili (temperatura, granulometria) oltre a tutte le altre (qualità del caffè, strumenti vari) per cercare di rispondere a questa domanda da secoli!
E poi abbiamo continuato a esplorare il comportamento di questo granulare da mangiare, il caffè, a partire da un effetto curioso, ottenuto con i fondi di caffè:
Taglierina Laser, Lasercutter, Macchine da Taglio Laser, CNC Lasercutter... sono diversi i nomi con cui chiamare questa tipologia di macchine, ma fondamentalmente si tratta di macchine che montano un laser che, pilotato da un computer, è in grado di spostare il suo raggio con una precisione elevatissima e, grazie alla sua notevole potenza (decine di watt che rispetto ai pochi milliwatt di un puntatore da lavagna mi sembra un notevole potenza) è in grado di tagliare materiali diversi.
Questa è la macchina che abbiamo presso la tinkering zone del museo e che abbiamo provato ad usare in questi giorni coadiuvati dall' ing. Stefano Caglio di Trotec
E questa è la testina che, sfrecciando orizzontalmente sul piano di lavoro ad una velocità di 3,5 m/s e proiettando un laser infrarosso, come una "lama di fuoco" taglia, incide o marca a seconda della potenza che gli abbiamo impostato.
La testina si può muovere o "come una stampante", in maniera raster, riga dopo riga tagliando solo nei momenti giusti o in maniera vettoriale seguendo il percorso impostato, "come una penna che scrive".
In questo breve video si possono osservare entrambe le modalità, l'incisione è effettuata in modalità raster mentre il taglio in modalità vettoriale https://vine.co/v/i5lDtv50nYj
Questi invece sono alcuni dei risultati prodotti su materiali differenti
Uno degli elementi emersi da questa giornata è stato l'aspetto esperienziale e artigianale che, nonostante computer e laser, resta quando si vogliono utilizzare queste macchine.
Non basta schiacciare un pulsante o clickare invio per avere il risultato sperato, ma resta necessaria tutta quella conoscenza dei materiali, dei programmi e delle condizioni al contorno che solo l'esperienza e un continuo lavoro "artigianale" possono dare.
Ecco una delle slot machine che abbiamo costruito per un laboratorio sul gioco d'azzardo. E' di taglio molto classico e riproduce una macchina a tre rulli con 9 figure per ogni rullo tra le quali una sola figura vincente: ogni "rullo" è una fila di 8 LED rossi e 1 LED bianco centrale, il vincente.
Un pulsante START aziona la macchina che dopo circa 3 secondi di luci e suoni fa apparire la configurazione finale. 1 LED vincente paga quanto si è puntato, 2 LED vincenti pagano 10 volte la puntata, 3 LED vincenti pagano 100 volte la puntata. Il pulsante STOP interrompe il ciclo automatico di luci e suoni e fa comparire subito la configurazione finale.
Abbiamo messo anche un pulsante chiamato RANDOM, che fa comparire la configurazione senza iniziare il ciclo di luci e suoni, ma alla fine non lo usiamo con i partecipanti.
Il funzionamento della slot machine è gestito da un Arduino Mega.
Per una maggiore comodità è stata pensata con l'alimentazione a batteria, una 9V, ma non ci è venuto in mente di misurare l'assorbimento del tutto con il risultato di scoprire, mentre le stavamo usando con le classi, che dopo un'oretta di funzionamento la batteria è già insufficiente: Francesco ha dovuto fare un intervento volante e mettere l'alimentazione a rete, ma è una soluzione poco elegante e poco comoda che dobbiamo ripensare presto.
Il laboratorio sul gioco d'azzardo rientra nel progetto MathInside, ed è realizzato in collaborazione con ricercatori del Laboratorio FDS del Dipartimento di Matematica del Politecnico di Milano.
