Forme e baricentro

Nella mostra su Archimede c'è l'exhibit del paradosso meccanico, per ricordare che Archimede dei baricentri si è occupato.
Il paradosso meccanico è un classicone, eccolo qui

http://youtu.be/J17X9v9In78

Il solido a doppio cono è inusuale ma non strano. Ho trovato questo solido che invece ha una forma e un comportamento abbastanza strani: il gomboc. Comunque lo si appoggi al tavolo ruota e si muove e ritorna sempre alla stessa posizione. L'autore lo paragona al guscio delle tartarughe che riesconno a mettersi sulle zampe anche quando si rovesciano sul dorso. 

http://www.youtube.com/watch?v=pn811yIALPw 

per saperne di più  http://www.gomboc.eu/ , http://physicsbuzz.physicscentral.com/2009/09/nerd-on-your-gift-list-give-g.html e http://www.ohgizmo.com/?s=gomboc

Dopo la prova con i liquidi viscosi avevo lasciato tutto sul tavolo, ripromettendomi di sistemare più tardi :-) Settimana scorsa avevo visto che il colorante si era distribuito uniformemente nello shampoo e nel detersivo liquido. Questa settimana ho ritrovato i piatti, i liquidi si erano quasi completamente asciugati e il colorante ha formato dei grumi di colore, più evidenti nel piatto del detersivo liquido. Non ho idea del perchè sia accaduto. 

Stefano ha provato con sua figlia il diavoletto di Cartesio realizzato con la bustina di ketchup ma la bustina è andata a fondo subito, con la bottiglietta ancora aperta. Le bustine che ho provato io, del McDonald, andavano invece bene, cioè galleggiavano. Forse Stefano usa una marca migliore, che fa un ketchup più denso e saporito, comunque non si è lasciato scoraggiare. Ha aggiunto sale all'acqua della bottiglietta, e allora sì che tutto ha funzionato. 

Non c'entra niente, ma questo video sui bradipi me li ha fatti amare alla follia, un vero elogio della lentezza.

Festività di fine anno in arrivo! E possibili regali di libri. Date un'occhiata all'elenco di libri interessanti di argomento scientifico per adulti e per bambini proposto da Cristina Sperlari nel suo blog Il piccolo Friedrich 

Volare roteando

Durante un incontro del corso su Leonardo da Vinci Eleonora parlava dei suoi studi sul volo e ha proposto agli insegnanti di realizzare un elicottero di carta, che richiama un po' un gioco che già esisteva all'epoca di Leonardo. 
Ci sono due modi leggermente diversi per realizzarlo. In uno si usa solo una striscia di carta  (qui si trovano anche le istruzioni per costruire un aereo che percorre un loop), nell'altro il disegno di base rimane lo stesso ma si usa una graffetta per appesantirlo.

Questi elicotteri sono piccoli e divertenti e ci si può giocare scientificamente: per esempio si possono tenere lunghe le "pale" e poi accorciarle progressivamente a sforbiciate per vedere quando "volano" meglio. C'è poi il divertimento di farne volare tanti insieme, magari avendoli colorati e decorati! 
Non ho trovato un buon modo per lanciarli: mi limito ad alzare il più possibile la mano che ne tiene uno e lasciarlo andare. Nel disegno che accompagna le istruzioni dell'Exploratorium sembra che venga lanciato dalla parte della graffetta ma non mi è riuscito un granchè.

Mentre girellavo sul web alla caccia di modelli diversi ho trovato uno strano velivolo che non avevo mai visto: il tumblewing. 

http://youtu.be/YNKih-O43pM

Realizzarlo è facile. Si usa un foglio dell'elenco del telefono. Istruzioni scritte si trovano qui. 

Ecco un modello leggermente diverso, ma funzionano entrambi.

http://youtu.be/iob8IcbgJ58

Bisogna prenderci la mano: ho faticato un po' nella partenza 

ho chiesto aiuto a uno dei miei gatti, il più riflessivo

Ci sono altri velivoli che funzionano nello stesso modo ma non roteano, e sono emozionanti. 

http://youtu.be/hbkzAKi3V0I 

In questo sito si trovano molte informazioni, compresa una storia di questo tipo di velivoli. 
Ed ecco un ultimo riferimento.  

Ricordo a tutti che se lasciate commenti a post vecchi io li vedo perchè il sistema mi avvisa sempre quando c'è un commento nuovo. 

Che cosa vuol dire infinito, in pratica

Lavorando sulla mostra dedicata ad Archimede Luca mi ha indicato un sito sorprendente: pi greco, the search engine.  
Scrivete nella casella una sequenza di cifre, il software la cerca in 2 miliardi di cifre decimali di pi greco e vi dice in quale posizione si trova. Naturalmente tutti provano con la data di nascita e così si fanno delle classifiche sull'ordine dii comparsa (la mia data di nascita inizia al 11,581,363-mo decimale). 

Pasticciando in questo modo mi è apparso improvvisamente molto più chiaro che cosa significa infinito: qualunque sequenza di cifre, di qualunque lunghezza, si trova da qualche parte nei decimali di pi greco. Per esempio, traduciamo in cifre l'elenco del telefono o I promessi sposi o l'Enciclopedia britannica, mettiamo tutti i numeri in fila realizzando una lunga sequenza, beh, da qualche parte nei decimali di pi greco si trova proprio quella sequenza di cifre. E non solo l'elenco telefonico di Milano, ma anche quello di New York, di Pechino, e di tutte le altre città, messi gli uni dopo gli altri in un qualunque ordine. Provo un lieve senso di vertigine. 

La cosa vale per tutti i numeri irrazionali: la pagina web permette di cercare anche nei decimali di "e" e della radice quadrata di 2. 
La ricerca del valore di pi greco è ben raccontata nel quarto capitolo del libro di Alex Bellos, Il meraviglioso mondo dei numeri, Einaudi. 

Diavoletti di zolfo

Si è aperta la mostra su Archimede. Uno degli exhibit propone in grande il diavoletto di Cartesio, per richiamare gli studi sul galleggiamento. 

Conoscevo già la realizzazione del diavoletto con una bustina di ketchup

(si può usare anche una bottiglietta piccola) ma Marco mi ha indicato un filmato in cui vengono usate le capocchie di zolfo dei fiammiferi, molto più adatte a un diavoletto.

Funziona bene. Riempite la bottiglia proprio fino all'orlo, e state attenti che inevitabilmente un po' di acqua esce quando premete. 

Colore rallentato

Sollecitato dall'attività sugli addensanti ho riprovato un'attività di qualche tempo fa.
Ho versato in un piatto fondo usa e getta un po' di shampoo, 1 cm circa di profondità, ho appoggiato il piatto sull'acqua contenuta in un secondo piatto così da eliminare un po' di attrito, ho preso con una siringa senza ago del colorante alimentare e ho tracciato una riga sulla superficie dello shampoo. A questo punto ho fatto ruotare il piatto su se stesso, non molto veloce. Ecco quel che è accaduto:

il colore è scivolato verso il bordo del piatto e si è distribuito tra lo shampoo e il piatto. 
Però non è così che mi ricordavo il risultato dell'attività! Versando lo shampoo mi sono accorto che era molto più viscoso di quanto mi ricordassi. In effetti è in laboratorio da mesi ed è diventato più simile a un gel "fluido". 
Allora ho usato un detersivo liquido per panni: anch'esso è lì da mesi ma sembra rimasto della stessa viscosità di quando lo usai tempo fa. Il risultato è questo:

Ho provato a invertire il senso di rotazione e la linea si è allargata.

Questo è quel che mi ricordavo, ma si è verificato un fatto nuovo. Il confine fra colorante e detersivo si è frastagliato in tante "dita", simili a quelle che si formano nell'attività "Strani fiori sbocciano nel fluido". 

Nello shampoo non è successo.

Quel che accade nella rotazione di un liquido viscoso si può vedere qui

Usano come liquido il corn syrup, una melassa difficile da trovare qui da noi mentre negli Stati Uniti è diffusissima.

Una prova ancor più sorprendente, ma realizzata con una apparecchiatura più impegnativa da realizzare, è questa.

Addensanti e gel in cucina e altrove

Lunedì scorso un laboratorio aperto agli insegnanti è stato dedicato al ruolo degli additivi negli alimenti, in particolare agli addensanti, che sono sostanze molto utilizzate nell'industria alimentare e nella preparazione dei cosmetici. E' poi interessante usare gli addensanti per ottenere liquidi viscosi, quasi sempre non-newtoniani, ma questo sarà argomento del prossimo post. 
Per iniziare, Valeria e Luca hanno proposto di realizzare il gelo di limone, liberamente ispirato al gelo di mellone che è un dolce siciliano buonissimo (il mellone è il cocomero). Nella preparazione tradizionale si usa l'amido (fecola di patate o amido di mais) ma si possono provare altri addensanti: agar agar o CMC (CarbossiMetilCellulosa). 

Gel TuttiGusti della cucina scientifica di Moebius

La versione da cuoco è qui.

Valeria ha dato la seguente ricetta: 
90 ml di acqua
10 ml di succo di limone
7 g di addensante, scelto fra: frumina, amido di mais, agar agar, CMC 
Versa l'acqua e il succo di limone in un pentolino
Unisci l'addensante e mescola 
Porta la miscela a ebollizione e fai bollire per 3-4 minuti
Versa il preparato in stampi di silicone
Metti in frigorifero a raffreddare 

e ha chiesto:
Prova a variare qualcosa
Quale addensante ha agito più velocemente?
Quale non funziona? Perchè?
Cosa accade se si varia la temperatura?
La concentrazione dell'addensante ha effetti sulla sua capacità di addensare?
Quali caratteristiche fisiche ha ciascun dolce? p.es. galleggia oppure no? 

Il gelo di mellone è trattato estesamente da Dario Bressanini. 

Un altro addensante è la pectina, che si trova sotto la buccia della frutta, e funge da gelificante nell'industria alimentare (es. preparazione di marmellata). Anche dentro di noi ci sono addensanti, per esempio il catarro: dal punto di vista chimico, è formato di macromolecole costituite da un'asse centrale proteico a cui sono legate numerose catene laterali di polisaccaridi. 

E se la ruota non fosse rotonda?

Avviso ai naviganti: il Carnevale della Fisica #24 è sul blog di Cristina Sperlari "Il piccolo Friedrich". E' impostato in modo particolare: "Ho scelto di farmi aiutare proprio dai bambini per spiegare che cosa significa "Sperimentare", chiedendo loro di "regalarmi" dei disegni o delle frasi tramite i quali potessero raccontarmi la loro idea riguardo questo argomento ed esprimere liberamente i loro ragionamenti sul tema. I disegni e le frasi dei miei piccoli aiutanti, quindi, saranno il filo conduttore di questo Carnevale, all'insegna della sperimentazione!"  

Nei due post precedenti abbiamo lavorato sulla rotazione delle ruote e su un effetto stroboscopico. Le prove fatte richiedono che la ruota sia rotonda: beh, che razza di precisazione è, certo che le ruote della bicicletta sono rotonde. O no? 

Reinventing the Wheel Qingdao, China

Altri riferimenti sono in "A new bicycle reinvents the wheel, with a pentagon and triangle" (vedi foto). 
La ruota a tre lati è un triangolo di Reuleaux, il cui perimetro è una curva di larghezza costante (vedi su wikipedia italiana  e su wikipedia inglese). 
Esistono anche solidi che hanno la stessa proprietà: Solids of Constant Width.  

Io conoscevo il classico exhibit sulle ruote quadrate, descritto nella scheda dell'Exploratorium di San Francisco "Square wheels". Le ruote quadrate hanno dato il titolo a una bella mostra interattiva itinerante ideata e realizzata da Pietro Cerreta e Canio Lelio Toglia dell'associazione Scienza Viva, di Calitri. 

Un'altra pagina ben fatta, con immagini e filmati, è Riding on Square Wheels di Ivars Peterson, che ha costruito un triciclo con ruote quadrate.
Le ruote quadrate sono le protagoniste del racconto "A ruote libere" di Benoit Rittaud, in L'assassino degli scacchi e altri misteri matematici, Barbera editore.

Se un veicolo con ruote quadrate si muove su un piano la sua andatura sarà piuttosto sballonzolante  ma proprio questo lo fa avanzare (qui c'è una breve descrizione, in inglese)