Una teoria interessante

Anche questa settimana niente attività sperimentale. Mi sono consolato rivedendo i video della Fun Theory, secondo cui "il divertimento è la via più semplice per cambiare in meglio il comportamento delle persone". Interessante e condivisibile. 

The world's deepest bin

Piano stairs 

Bottle Bank Arcade

Molto divertente anche Fun Theory: Soap 

Il progetto è sponsorizzato dalla Volkswagen. 

Costruire con sole, sabbia e high tech

Questa settimana nessuna attività in laboratorio, sob, e allora sono andato a vedere gente che lavora in modo intelligente a "The Future in the Making" a palazzo Clerici a Milano, una delle molte iniziative attorno al Salone del mobile. Avevo letto che sarebbe stata esposta la SolarSinter di Markus Kayser 

ed eccola là! A vederla così non emoziona tanto, ma qui la vedete in azione, ed è bellissima.

In una sezione c'erano anche alcune stampanti 3D. Purtroppo non ho un video di quelle che là erano in azione, ma qui se ne vede una abbastanza simile. 

http://youtu.be/RliDs__U77w 

Ce n'era esposta una controllata con Arduino, in una sezione dedicata a The best of Arduino: peccato che gli oggetti non fossero in funzione, si poteva solo vedere un video per ciascuno. 

Il riferimento è al Fab Lab del MIT, e su wikipedia se ne trova una descrizione veloce. A Milano c'è Frankenstein Garage e un altro FabLab è attivo a Torino.  

Se la lampada è giusta anche l'ombra lo è, soprattutto quella cinese

Prima di dedicarci a tempo pieno al salvataggio delle uova (e qui) abbiamo iniziato a  lavorare allo sviluppo di una attività per bambini che utilizza le ombre cinesi e ci siamo scontrati con la scelta della fonte luminosa. 

Molti siti riportano esperienze di ombre cinesi in classe, ma realizzano una proiezione tradizionale, con la lampada da una parte dello schermo e gli spettatori dall'altra: lo schermo è piccolo, lavorano normalmente con le sagome molto vicine allo schermo, e utilizzano normali lampade da tavolo. 

    

Noi vogliamo invece proiettare le ombre sul muro, mettendo i bambini fra la lampada e lo schermo, per gestire meglio lo spazio e poter spostare le sagome più vicino o lontano dalla luce vedendo bene il cambiamento di dimensione delle ombre. Ci serve un quadro luminoso piuttosto grande e ho pensato di utilizzare come fonte di luce un proiettore di diapositive: in laboratorio ne ho più di uno e ormai non hanno più la loro funzione originale. Lo abbiamo provato ed effettivamente la luce è intensa e si ottiene un quadro luminoso bello grande. 

Ma il problema è la qualità dell'ombra. Una sagoma proietta un'ombra con bordi netti, ben definita, solo ponendola vicino allo schermo: quando la si sposta verso il proiettore la sua ombra diventa rapidamente meno definita, con il bordo molto sfumato, ed è difficile il confronto delle dimensioni di ombre di oggetti uguali posti a distanze diverse. 

Tenendo il proiettore il più possibile distante dal muro le cose migliorano: vicino al muro/schermo c'è la possibilità di allontanare/avvicinare le sagome ottenendo ombre abbastanza ben definite, ma non c'è comunque molto spazio utile e se pensiamo a un gruppo di bambini sarebbe meglio averne di più. 

Abbiamo tolto l'obiettivo del proiettore per vedere se si comporta come un semplice faro, ma non lo fa: in effetti abbiamo visto che anche prima della diapositiva c'è un blocco di ottiche che serve a illuminare in modo omogeneo la diapositiva senza che venga messo a fuoco il filamento della lampada e queste ottiche intervengono sulla forma del fascio che non è più quello che si propaga da una lampadina quasi puntiforme. 

Nel blocco ottico c'è anche una lastrina a facce piane che dovrebbe assorbire una parte degli infrarossi emessi dalla lampada, per evitare che il calore radiante deformi la diapositiva: abbiamo provato a metterla fra un telecomando acceso e la fotocamera di un cellulare e abbiamo visto che scherma davvero gli infrarossi del telecomando. La lastrina ha facce piane perpendicolari alla direzione del fascio luminoso e non influisce sulla sua forma. 

Oltre alla lastrina ci sono due lenti, una mooolto convessa.  Abbiamo provato a toglierle entrambe, a toglierne una sola (prima l'una e poi l'altra) senza ottenere il fascio luminoso voluto. Quando le togliamo entrambe restiamo con la sola lampadina (che comunque ha da una parte un riflettore concavo): però dovremmo togliere la lampadina dall'alloggiamento altrimenti passa davvero poca luce attraverso il foro dove si trova generalmente l'obiettivo: ma non possiamo pensare di lasciare una lampadina luminosissima, calda e fragile alla portata delle manine curiose dei bambini (nè di chiunque altro). 

Allora, dopo lunghi e approfonditi studi di ottica :-), abbiamo provato a cambiare posto alle lenti. 

Usando solo la lente convessissima e mettendola al posto dell'altra lente abbiamo ottenuto un fascio luminoso non troppo grande ma intenso e capace di generare ombre ben definite per sagome poste a diverse distanze dal proiettore. Bene, ci siamo.

Camminare sulle uova, in senso letterale

Durante l'attività di salvataggio delle uova ho provato anche a camminarci sopra: 

NB. il braccio che mi porge Francesco è servito solo a mantenere l'equilibrio, non mi sosteneva

In effetti quella del video è la quarta prova: le prime due catastrofiche mentre la terza già si è avvicinata al risultato voluto. Nelle prime due avevo tenuto la calza e avevo messo un sacchettino sulle uova: forse questo ha rovinato la prova perchè il piede scivola un po' sulle uova quando ci si carica il peso. Il piede nudo si allarga e appiattisce meglio, e resta fermo. 

Salviamo l'uovo!

Da giovedì si svolge l'attività "Salva l'uovo" e oggi è stato il mio ultimo giorno di conduzione dell'attività: domani riposo e lascio a Barbara e Fabio l'onere e l'onore di seguire l'ultimo giorno.
L'attività consiste nel realizzare qualcosa che salvi un uovo da una caduta da 4 metri.

L'uovo, protetto, viene messo in questo dispositivo di sollevamento e rilascio, cioè in questa scatola trasformata

che il conduttore solleva grazie a una carrucola fino all'altezza voluta (4 m ma abbiamo a disposizione fino a più di 7 m)

poi si mette in moto un motorino che sgancia la corda di blocco e lascia cadere il contenuto della scatola

Il visitatore può scegliere di creare un guscio protettivo molto morbido oppure di far scendere molto lentamente l'uovo grazie a un paracadute o a un'ala. 

Ci sono stati progetti inusuali, ma efficaci

un tubo volante

e una specie di ala doppia tipo biplano.

Negli Stati Uniti l'attività si chiama egg drop e può essere definita come vera e propria competizione:  noi l'abbiamo adattata alla nostra situazione di pubblico. Qualche esempio: Egg Drop Contest 2009, UAB Egg Drop Competition, The Egg Drop Competition 

La luce che disegna

Sono stato via una settimana per lavoro e il ritorno è stato un po' affannante. Per rilassarmi ho provato insieme a Donato a disegnare con la luce usando una fotocamera digitale e una posa di 30 s (la fotocamera permette anche la posa lunga a piacere tenendo schiacciato il tasto di scatto, quella che veniva chiamata posa "B" e viene indicata sulla mia macchina con "bulb"). 

Come fonte di luce abbiamo usato un LED e alcune lucine per albero di natale che avevamo già là per l'attività "elettricità fai da te". 

così lo facciamo roteare

All'Exploratorium giocano in modo più articolato per produrre immagini di grande effetto: Light Painting Tools, Beyond the Museum: Tinkering with Light Painting, More Light Painting Tools, Light Painting Tools at Open Make Workshop  

Ancora crepe

Prosegue l'esplorazione delle Crepe.   Mi ricordavo un vecchio articolo che Jearl Walker scrisse nella rubrica "La scienza in casa" della rivista Le Scienze. Stefano ha l'intera raccolta della rivista e me lo ha ritrovato (bravissimo!): "Le crepe che si formano su una superficie sembrano casuali, ma in realtà seguono delle regole", Le Scienze, gennaio 1987, n.221. 
Identifica due tipi principali di reti di incrinature: una è quella che si forma sulla superficie del fango che secca, delle vernici, della maizena, dell'asfalto, l'altra è quella che si è formata in antiche colate laviche, per esempio la Giant's Causeway in Irlanda.  
Il primo tipo può essere ulteriormente suddiviso in sottoclassi, ma senza entrare troppo in dettaglio si vede che spesso le incrinature si incontrano fra loro con angoli ben definiti e ricorrenti:  generalmente 90° o 120°, se non ci sono un bordo o qualche altra discontinuità troppo vicini (vedi anche Playground Patterns of Cracks, una proposta di esplorazione delle crepe dei marciapiedi). 
Riguardo a quel che accade quando il fango o la miscela di acqua e maizena seccano, la crepa si forma in conseguenza di tensioni della superficie, iniziando da un cedimento in un punto e sviluppandosi in lunghezza.

le forze di tensione si concentrano nel vertice della crepa, diventando molto più intense che nelle altre zone e provocando la rottura del materiale al vertice e l'allungamento della crepa stessa (questi e i prossimi schemi sono tratti dall'articolo di Walker).

Walker scrive: "Una fonte di queste forze è la tensione superficiale dell'acqua tra i granuli. A mano a mano che questa evapora, la superficie del liquido che rimane assume forma concava ed esercita una forza di attrazione sui granuli". A complicare le cose, in alcuni casi ci sono anche forze elettrostatiche che si generano fra le superfici dei granuli e le molecole dell'acqua che si trova fra di esse.  

Il reticolo si genera o perchè si forma una nuova crepa lungo una vecchia 

o perchè una, allungandosi e propagandosi nel materiale, ne interseca una già formata 

Se lo vediamo in altre situazioni, il reticolo di incrinature può dare un senso di antico, e per questo viene usato per "invecchiare" un mobile o un dipinto nella tecnica detta craquelè. La mia consorte mi ha detto che avevamo scelto quel tipo di piastrelle anche perchè dopo un po' avrebbero avuto un aspetto più vissuto, "anticato": io non me lo ricordavo per niente (può essere un indizio sullo stato della mia memoria o sul mio grado di coinvolgimento nella scelta delle piastrelle). Quindi mi immagino che lo strato superiore sia ricoperto da una vernice che formi il reticolo di incrinature. Guardando più da vicino le piastrelle ho visto che in effetti alcune hanno sviluppato una leggera rete di incrinature, però molto meno evidente di quelle sotto lo scolapiatti. Là sotto rimane  spesso un velo di acqua, e potrei immaginare che si sia formata la leggera rete che vedo in altre piastrelle e che le singole crepe siano state allargate dall'acqua. Ma non mi immagino attraverso quale meccanismo. L'acqua allarga le crepe nell'asfalto durante l'inverno quando gela e, in genere, quando scorre erode e sottrae materiale. Nel caso del fango, l'acqua che evapora crea tensioni che generano le rotture. Ma nel mio caso è come se l'acqua avesse generato una pressione sulle due facce di ogni crepa. Come? Mah! Non credo che la pressione idrostatica entri in gioco, parliamo di spessori minuscoli. Qualcosa sulla capillarità? 

Finisco, per il momento, sconfinando in un altro campo. L'artista Alberto Burri ha realizzato opere chiamate cretti

 Alberto Burri

Cretto G 3, 1975

http://www.artdreamguide.com/_arti/burri/_work/cretti.htm  

usando questa forma naturale anche in strutture ben più grandi di un quadro: il grande cretto di Gibellina.