lunedì 20 giugno 2016

Bastano due graffette e una striscia di carta

Cerco materiale per attività che mostrino legami fra forme e azioni, come una forma (o disposizione geometrica) particolare possa definire il risultato di una azione, per esempio che cosa possiamo ottenere muovendo attorno a uno o più punti fissi alcune barre rettilinee attaccate l'una all'altra (viene indicato come linkage). Del tutto casualmente ho trovato questo video che non c'entra nulla con le mie barre ma è veramente spiazzante.


Ovviamente conto di utilizzarlo, anche se non so ancora bene in quale contesto.

martedì 31 maggio 2016

In rotazione

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.

martedì 10 maggio 2016

Aste in verticale


Un modo interessante di tenere in verticale un'asta!
La descrizione del fenomeno è in http://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/inverted-pendulum.

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?



E qui mi sono perso un po'!

Pensare che ero partito con situazioni tranquille:
PID control of an inverted pendulum using Arduino Mega 2560
Control of Inverted Pendulum with Servo Pneumatics - Enfield Technologies
Swing-up and balancing control of an inverted pendulum mechanism


facendo poi una veloce incursione nei veicoli 
NXT Cart Inverted Pendulum Control  - LEGO
Inverted Pendulum 
How Segway Works
segway


Mi era sembrato già avventato passare a pendoli doppi:
Control of Double Inverted Pendulum, WETI Gdańsk
Double Inverted Pendulum
Experiments with a Double and Triple Pendulum

Balancing a Double Inverted Pendulum
Double Inverted Furuta Pendulum


ma poi ho trovato questo modo inaspettato di mantenere l'equilibrio, giocando con la conservazione del momento angolare 
Reaction Wheel Inverted Pendulum
Reaction-Wheel Inverted Pendulum, balancing with PID control


Alla fine mi hanno salutato i droni, che non solo tengono in equilibrio un'asta in A Flying Inverted Pendulum ma fanno di tutto in The Astounding Athletic Power of Quadcopters | Raffaello D'Andrea | TED Talks

venerdì 25 marzo 2016

Disegnare nell'aria

Durante la domenica del nostro week end dedicato alla matematica (12-13 marzo 2016) la Tinkering Zone è stata invasa da strani manufatti.
Da una parte, col nostro immarcescibile Enrico, opere all'uncinetto che descrivevano strane superfici
(http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2014/10/matematica-alluncinetto.html),
dall'altra con Linda si disegnavano solidi geometrici con le nostre penne 3d
(http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/02/una-penna-dal-tratto-solido.html).

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.

Questa è la pagina facebook che raccoglie le sue esperienze : Fascinating World of Geometric Forms

e questi un paio di suoi articoli:

"La penna 3D, imparare costruendo e manipolando le figure geometriche"- Indire

"Con la penna 3D gli studenti potranno“toccare” la geometria (non solo immaginarla)"-
Startupitalia - Ischool Education - Il futuro della scuola 

lunedì 14 marzo 2016

Di granuli, caffè e spezie

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:



Naturalmente entra (o dovrebbe entrare) in gioco la legge di Bernoulli, ma dove non entra in gioco quando si parla di fluidi!?

mercoledì 10 febbraio 2016

Lasercut...o dell'artigiano computerizzato

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.

giovedì 28 gennaio 2016

Disegnare una parabola

Possibile essere arrivato fino ad oggi senza aver saputo di questo modo di disegnare una parabola?



All'inizio del video si fa riferimento alla costruzione di un fornello solare a specchio e nel video qui sotto si capisce come fare:


 Nel video seguente c'è un altro modo di vedere la cosa