domenica 21 febbraio 2010

Classe IB


Come misurare lo spazio e la velocità

Per misurare il tempo lo strumento da usare è l’orologio ( è scontato?) ma non è altrettanto facile dire quali strumenti sono più adatti a misurare lo spazio percorso da un uomo che cammina o da una nave, né la loro velocità. Esistono strumenti in grado di calcolare non solo la distanza percorsa in una passeggiata ma anche gli spazi e le velocità in diverse altre situazioni.

Il contapassi: è uno strumento che assomiglia molto ad un orologio da tasca e si può portare appeso alla cintura . Il suo funzionamento è semplice: ad ogni passo, quando il piede tocca il terreno, il corpo subisce un contraccolpo che viene trasmesso al gancio di sospensione del contapassi e da qui agli ingranaggi interni e alle lancette che visualizzano il passo sul quadrante. Un buon contapassi può arrivare a contare fino a 100000 passi e quindi è utile per valutare distanze anche di 80 km. Quando sappiamo quanti passi abbiamo fatto, dobbiamo moltiplicare il loro numero per la lunghezza del nostro passo. Naturalmente i passi non sono tutti della stessa lunghezza, dovremo quindi pensare ad una lunghezza di un passo medio. La valutazione della distanza percorsa, eseguita in questo modo ci dà una misura approssimata: il numero dei passi è esatto ma non la distanza del percorso.

Il contagiri: esprime la velocità in numero di giri fatti dalle ruote di un veicolo in un certo intervallo di tempo. Poiché una ruota in un giro completo percorre una distanza pari alla propria circonferenza, moltiplicando il numero dei giri per la lunghezza della circonferenza della ruota si ottiene la distanza percorsa.

Il tachimetro: è lo strumento posto sul cruscotto delle auto, il funzionamento è permesso dalla corrente elettrica a cui è collegato che è tanto è più intensa quanto più girano le ruote, l’intensità relativa alle diverse velocità viene registrata e visualizzata dall’ago del tachimetro.

Il solcometro: è un apparecchio che serve a misurare la velocità di una barca, che può essere meccanico o elettronico, tuttavia esiste un tipo semplice il “solcometro a barchetta” apparecchio non costoso che usavano un tempo i marinai. E ‘ formato da un galleggiante zavorrato attaccato ad una sàgola (cavo sottile) di almeno 70 metri, lungo la quale si fanno nodi ad intervalli di 7,70 metri, che corrispondono a circa 1/240 di miglio (il miglio marino, diverso da quello terrestre, corrisponde a circa 1852 metri).
Si mette il galleggiante in acqua e si lascia scorrere la sàgola tra le mani contando i nodi che passano in 15 secondi. Il numero dei nodi dà direttamente la velocità della barca che si misura in nodi: un nodo è dato dal numero di miglia percorse in un’ora, se tra le mani scorrono 5 nodi, significa che si procede alla velocità di 5 nodi, cioè di 5 miglia all’ora.

Il GPS (Global Positioning System): è un sistema in grado di misurare con grande precisione le distanze percorse e le velocità, sia sulla terra sia in mare. Il sistema , nato negli USA per scopi militari, si basa su segnali che appositi satelliti gli trasmettono. Esso si collega con almeno tre dei sempre più numerosi satelliti da cui può ricevere segnali. Variando la posizione del ricevitore rispetto a quella dei satelliti variano gli angoli formati dalle traiettorie che congiungono i satelliti al GPS. Il GPS “sa” in che posizione si trova ciascuno dei satelliti in ogni momento e quindi è in grado di calcolare la posizione in cui esso stesso si trova, come punto di incontro delle traiettorie provenienti dai satelliti. Essendo in grado di conoscere in ogni momento la posizione, ed essendo dotato di orologio, è in grado anche di fornire in ogni momento la distanza percorsa e la velocità.
Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico, che consiste nel misurare il tempo impiegato da un segnale radio a percorrere la distanza satellite-ricevitore. Conoscendo l'esatta posizione dei 3 satelliti per avere una posizione 2D (bidimensionale) e 4 per avere una posizione 3D (tridimensionale) ed il tempo impiegato dal segnale per giungere al ricevitore, è possibile determinare la posizione nello spazio del ricevitore stesso. La precisione può essere ulteriormente incrementata grazie all'uso di sistemi come il WAAS (statunitense) o l'EGNOS (europeo), perfettamente compatibili tra di loro. Consistono in uno o due satelliti geostazionari che inviano dei segnali di correzione. All'interno di palmari, navigatori satellitari ed altri dispositivi è implementato il software necessario a interpretare i dati del ricevitore satellitare e a localizzarlo. Esistono in commercio ricevitori GPS che utilizzano la cartografia della NASA, che mette a disposizione del pubblico le immagini topografiche in scala 1:2.600.000 dell'intero globo terrestre.
(Fonte: Loescher)

1 commento:

  1. Prof,ma per misurare la velocità non basta dividere la lunghezza del percorso per il tempo impiegato per percorrerlo.

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