Fisica ricreativa

Fisica ricreativa[modifica]

Copertina

Introduzione[modifica]

Lo scopo di questo testo è di raccogliere piccoli temi/provocazioni di fisica ispirati a fenomeni che si possono incontrare nella quotidianità. Nel panorama divulgativo italiano esistono già alcuni testi di questo genere: vedi ad esempio Frova Andrea, "Perché accade ciò che accade?", 1995, Rizzoli. Perché scriverne un altro?

Facciamo un passo indietro; la divulgazione scientifica è un compito difficile e il "problema" della divulgazione può venire affrontato in molti modi, a seconda dello scopo che ci si prefigge. Si distinguono infatti, nelle riviste, nei programmi radiotelevisivi e nell'editoria libraria, diversi filoni di divulgazione, diversi "stili", ciascuno animato da una diversa concezione dello scopo ultimo della divulgazione.

C'è la divulgazione diretta al puro intrattenimento, rivolta ad un pubblico generalista e spesso disattento, che necessariamente non può vantare grandi ambizioni culturali. C'è la divulgazione degli ultimi risultati scientifici ad un pubblico profano ma colto ed interessato, desideroso di conoscere come vengono impiegati i finanziamenti che la ricerca trae dai contribuenti-cittadini. C'è la divulgazione del "chiedi all'esperto" (possibile in gran parte tramite la Rete), in cui l'utente chiede informazioni particolari su un tema specifico. C'è una divulgazione che serve prima di tutto a chi divulga, in quanto lo aiuta a fare chiarezza sui concetti che espone, costringendolo ad usare un linguaggio diverso dall'abituale.

Tutte queste diverse tipologie di divulgazione presuppongono diversi gradi di interattività con il profano e di autocritica da parte del divulgatore. Questo testo, per il fatto di essere sviluppato in un contesto partecipativo (ovvero con il contributo potenziale di numerose persone differenti per provenienza culturale e per competenze) che massimizza le possibilità di critica ed autocritica e minimizza la distanza tra profano ed esperto/divulgatore (è questo uno dei tanti pregi o difetti dei wiki), si propone di raccogliere e di trasferire in un ambiente nuovo la parte migliore della divulgazione tradizionale, quella "divulgazione del quotidiano" che permette alla scienza di uscire dai laboratori per incontrare le persone e alle persone di interagire in modo nuovo (sperimentale, critico, quantitativo) con l'ambiente che le circonda.

Il lettore/autore è quindi invitato a prendere parte a questa esperienza di autodivulgazione partecipativa, interrogando quanto più liberamente possibile la natura che lo circonda; ciascuno spunto di riflessione è comunque corredato di una serie di "domande possibili" per instradare discretamente l'attività di ricerca personale; ma attenzione: non ci sono risposte giuste o sbagliate, c'è solo molto spazio per la voglia di ipotizzare, sperimentare, proporre modelli, ecc... nella migliore tradizione del pensiero scientifico, che deve sottomettersi solo all'autorità dell'esperienza.

Spunti[modifica]

I buoi morti dell'Orlando Furioso[modifica]

Alcuni fulmini, ritratti in una fotografia altamente spettacolare.

Leggiamo nel canto primo del capolavoro di Ariosto:

Qual istordito e stupido aratore,
poi ch'è passato il fulmine, si leva
di là dove l'altissimo fragore
appresso ai morti buoi steso l'aveva;
che mira senza fronde e senza onore
il pin che di lontan veder soleva:
tal si levò il pagano a piè rimaso,
Angelica presente al duro caso.

Un fulmine colpisce un albero, stendendo a terra il contadino che si trova lì vicino assieme ai buoi. Ma, mentre il contadino si rialza, i buoi restano a terra morti.

Fisicamente è plausibile che quanto riferito avvenga davvero? Oppure si tratta piuttosto di uno dei tanti luoghi comuni della letteratura privi di un riscontro empirico?

Quale meccanismo elettromagnetico potrebbe causare la morte dei buoi, ma non dell'aratore? Facendo qualche ipotesi opportuna, si può stimare quanta corrente passa nel corpo di un bue e quanta invece attraversa il contadino?

Perché si salvi, è necessario che il contadino sia sollevato da terra o comunque isolato?

Arabeschi mobili nelle tende di raso[modifica]

Alcune tende leggere, con la stoffa che permette di vedere in trasparenza, mostrano complesse trame cangianti. Fasce parallele più chiare e più scure, cerchi concentrici, il tutto che si muove quando cambiamo, anche di poco, il punto da cui le osserviamo.

Succede sempre, o solo quando le tende sono piegate su se stesse in modo che uno strato si veda in trasparenza attraverso l'altro?

Gli arabeschi mobili si possono fotografare?

Quali tende lo fanno e quali no? Le tende colorate lo fanno allo stesso modo di quelle bianche?

Il fatto che gli arabeschi non siano variamente colorati (come avviene invece per le bolle di sapone) fa pensare che si possa escludere che l'interferenza o la diffrazione della luce c'entrino qualcosa. Perché? Ma allora qual è la loro origine?

Il barometro di Goethe[modifica]

Si dice che Goethe, il grande letterato tedesco che passò alla storia per ben altre ragioni, abbia inventato un particolare modello di barometro, che oggi viene venduto in Italia da una nota catena di "giocattoli intelligenti" ed è un discreto oggetto d'arredamento.

Si tratta di una boccia di vetro sferica, alla base della quale si innesta un cannello ricurvo, sempre di vetro, che risale esternamente lungo la boccia e termina in una ampollina di piccole dimensioni, aperta nella parte superiore. La boccia ed il cannello vengono riempiti d'acqua, ma non completamente, in modo che la parte superiore della boccia rimanga vuota (piena cioè d'aria). Questo serbatoio d'aria, che si trova nella boccia, è separato dall'atmosfera esterna, ma risente della pressione esterna tramite la colonna d'acqua che la delimita e che risale lungo il cannello.

Se la pressione atmosferica scende, cosa fa l'acqua nel cannello? Sale o scende?

Il livello dell'acqua nella boccia e quello nel cannello sono sempre uguali? Lo sono almeno appena il barometro viene riempito?

Quali forze agiscono sull'acqua?

Appoggiando le mani sulla boccia posso far salire l'acqua nel cannello quanto voglio, anche fino a farla uscire. Perché?

Posso "tarare" in qualche modo il barometro (ad esempio scegliendo quanta acqua mettere e/o riempiendolo in un giorno di pioggia piuttosto che in uno di sole, o viceversa)?

L'acqua può uscire dalla cima del cannello in caso di brutto tempo? A cosa serve l'ampollina (specie considerando che la pressione che una colonna di liquido fa sulla propria base dipende solo dall'altezza raggiunta)?

Guardare le macchie in controluce[modifica]

Le macchie su superfici come pavimenti e tavoli possono passare inosservate se si cerca di individuarle guardando perpendicolarmente alla superficie. Hanno vita molto più difficile se si cercano guardando, come si dice, "in controluce".

È davvero così? Come si può misurare quanto è più facile individuare le macchie in un modo oppure in un altro?

Il discorso vale ugualmente per tutti i tipi di macchia o solo per alcuni?

Si provi a spiegare il motivo di questo effetto tenendo conto che la frazione di luce in arrivo che viene riflessa dei materiali aumenta, in genere, se la luce arriva molto inclinata rispetto alla perpendicolare alla superficie.

Spingere o tirare?[modifica]

Trascinando un carrello (come quelli per la spesa) molto carico su un terreno accidentato, in particolare se ha le ruote piccole, si nota che è molto più facile spostarlo tirandolo, piuttosto che spingendolo.

Che vuol dire "più facile"? È una questione di comodità d'uso o proprio di forza esercitata?

Pensiamo alle forze agenti sul carrello (se necessario, si può disegnare uno schema). Che momento meccanico hanno, nel caso in cui si spinge (scegliete un polo per il calcolo del momento, come vi pare più naturale)? Nel caso in cui si tira? Potrebbe essere questo a fare la differenza?

L'ombra di un uccello in volo[modifica]

In una giornata di Sole ci possiamo aspettare che un uccello in volo, più o meno come qualunque altra cosa, faccia ombra.

Ma allora perché non ci capita di osservare dei repentini "flash d'ombra" quando un uccello alto in volo oscura il Sole?

C'entrerà il fatto che il Sole, diversamente dalle stelle, non appare in cielo come un puntino, ma ha invece un diametro (angolare) abbastanza grande?

Suono, paraboloidi e brutto tempo[modifica]

In alcuni parchi gioco sono installati due paraboloidi di metallo, con l'asse orizzontale. Si trovano ad un centinaio di metri di distanza e guardano l'uno verso l'altro (hanno gli assi coincidenti e i vertici puntano in versi opposti). Chi non ha mai visto questa attrazione può pensare a due parabole tipo quelle per ricevere il satellite, messe in orizzontale, che si guardano l'un l'altra. Il gioco consiste nel parlare in un punto apposito ad una data distanza dal vertice del paraboloide, mentre un'altra persona ascolta nel medesimo punto dell'altro paraboloide: per quanto si parli piano e i paraboloidi siano distanti si riesce a comunicare!

In quale punto conviene mettersi a parlare/ascoltare?
Considerando che il suono si propaghi in linea retta disegnarne i "raggi" e rispondere così alla domanda precedente.
Quale condizione deve valere perché si possa applicare questo procedimento?
Si può concludere che i paraboloidi funzioneranno meglio per suoni acuti o gravi? Provare a rispondere se conoscete la teoria, ma fate anche la prova: è un esperimento facile da allestire?
E la temperatura, l'umidità dell'aria o il vento possono influire sul funzionamento del gioco?
È possibile che la trasmissione dei suoni sia influenzata anche dalle caratteristiche del terreno (i paraboloidi saranno montati ad una certa altezza dal suolo)? Questo è un effetto importante (fate qualche calcolo)?

Chiodo e materasso[modifica]

Se avete mai provato a piantare un chiodo in un pezzo di legno appoggiato su un materasso rispondete alle seguenti domande:

È più facile o più difficile rispetto a quando il pezzo di legno è appoggiato ad una superficie rigida (ad es. il pavimento)?
Perché? (Per chi sa un po' di meccanica non dovrebbe essere difficile fare uno schizzo e qualche calcolo).
Cambia qualcosa al variare della massa del pezzo di legno? In altre parole un pezzo di legno grosso e pesante si comporta diversamente da una lastrina di compensato?

Fischiare con un foglio di carta[modifica]

È possibile fischiare con un foglio di carta, soffiando forte contro il bordo tenuto teso tra le dita. Il suono prodotto può essere estremamente fastidioso.

La nota prodotta cambia a seconda della tensione che si applica al foglio? Dello spessore del foglio?
L'esperienza si riesce a ripetere con tipi di carta diversa e anche con foglio di plastica, ma apparentemente risulta difficile ottenere un suono se il foglio è troppo grosso. Qualche idea sul perché?
Talvolta il foglio si strappa perpendicolarmente al bordo a seguito del suo utilizzo "fischiatorio". Si può motivare questo comportamento con qualche argomento fisico?

Spaghetti spezzati[modifica]

Provate (come ha fatto anche il celeberrimo fisico Richard Feynmann) a prendere uno spaghetto crudo e a spezzarlo tenendolo per le estremità: spesso si spezza in 3 pezzi, un po' più raramente in 2 o 4 pezzi.

Perché è proprio quello il numero di pezzi medio? Fate parecchie prove e contate il numero di pezzi che si producono in ciascun caso. Anche se questo potrebbe non portarvi alla soluzione del problema, raccogliere molti dati è sempre un'attività encomiabile.
Se invece di un singolo spaghetto ne spezzate un intero fascio contemporaneamente, così come fa chi preferisce dividere a metà gli spaghetti prima di metterli in pentola, cambia qualcosa?
Come si potrebbe stimare la posizione del/dei più probabile/i punto/i di rottura (a seconda, magari, del numero di pezzi che sono prodotti)?
Cosa cambia aumentando lo spessore dello spaghetto? Sperimentare con spaghetti di numero diverso. Chi ha la fortuna di avere a disposizione spaghetti di riso o di farro può sperimentare anche variando il materiale.

Bianco e trasparente[modifica]

Avrete notato che, mentre l'acqua saponata e il vetro sono (approssimativamente) trasparenti, la schiuma prodotta dal sapone e il vetro finemente spezzettato sono bianchi. Anche la pellicola sottile e trasparente che in genere si usa per avvolgere i cibi, se accartocciata, forma una pallina biancastra.

Citate altri esempi simili ai precedenti.
Qual è l'origine fisica di questo misterioso legame tra bianco e trasparente? Avanzate delle teorie predittive, cioè che abbiano conseguenze che si possano mettere alla prova sperimentalmente.
Della questione si è già occupato Galilei, ma preferisco non dire in che opera. Questo può essere uno stimolo alla lettura.

Ma la terra gira?[modifica]

Penso che sia dalle elementari che ci insegnano che la Terra gira attorno al Sole. Tecnicamente tale moto si chiama di "rivoluzione", mentre la Terra ruota anche attorno al proprio asse (moto di "rotazione"). Ma al di là dei nomi, siamo sicuri che questo fatto, che oggi ci sembra tanto ovvio, sia comprovato dall'esperienza?
Provate a rispondere a queste semplici obiezioni al modello eliocentrico, tenendo conto che non dovreste fare uso di strumenti sofisticati (pensate di vivere all'epoca di Galileo).

Se la terra gira su se stessa, gli uccelli, le nuvole, ecc... non dovrebbero restare indietro? Quando saltiamo, la Terra non dovrebbe fuggire via da sotto i nostri piedi lasciandoci indietro?
Se la Terra ruota attorno al Sole si muove moltissimo nello spazio. Quindi, a seconda di dove si trova, alcune stelle dovrebbero apparirci più grandi (perché più vicine) ed altre più piccole (perché più lontane), salvo scambiarsi i ruoli nel corso dell'anno (quando la terra è al punto opposto dell'orbita). Perché non vediamo questo effetto?
Se la Terra gira velocemente su se stessa, perché non ci sentiamo spingere verso l'esterno (dalla cosiddetta "forza centrifuga") come su una giostra, ma invece cadiamo verso il centro?

Palline di lana[modifica]

I maglioni e gli altri capi di lana formano, col tempo, delle "palline" di piccole dimensioni, più o meno saldamente attaccate al tessuto e particolarmente antiestetiche. Di solito si suppone che esse siano dovute all'inevitabile usura del capo.

Le palline hanno tutte le stesse dimensioni? Variano da un capo all'altro o anche sullo stesso capo?
Dopo quanto tempo si formano? Come varia nel tempo il loro tasso di formazione?
Le palline si formano indifferentemente su tutta superficie dell'abito o preferenzialmente in punti specifici?
Quali altri filati danno luogo alla formazione di palline analoghe?
Quale processo fisico dà luogo alla formazione di tali strutture?
Può essere utile esaminarle alla lente per studiarne la struttura interna?

L'acqua che bolle[modifica]

Se si vuole preparare la pastasciutta è necessario portare prima a ebollizione l'acqua. In genere, per fare ciò, non si mette semplicemente la pentola sul fuoco ma si attuano alcuni accorgimenti.

Mettere il coperchio sulla pentola fa sì che l'acqua cominci a bollire prima, rispetto al caso in cui si riscalda l'acqua senza coperchio? Cronometrate! Per vedere se l'acqua sta bollendo senza dover continuamente sollevare il coperchio, usate una pirofila col coperchio trasparente.
In assenza di coperchio, tenere le finestre chiuse (specie se la cucina è piccola) aiuta a far bollire l'acqua prima? Usare il cronometro anche in questo caso.
L'acqua bolle prima in una pentola larga e bassa o in una pentola alta e stretta (mettendo sempre la stessa quantità d'acqua e tenendo il fuoco alla stessa altezza)?
La differenza tra tempo trascorso per far iniziare l'acqua a bollire con e senza coperchio è la stessa per pentola larga e bassa e per pentola alta e stretta, oppure in uno dei due casi il coperchio ha influenza maggiore?
In tutti i casi precedenti come avete stabilito che l'acqua aveva raggiunto l'ebollizione? È necessaria una definizione ben precisa o secondo voi basta andare ad occhio?

Le bolle dell'acqua[modifica]

L'acqua frizzante, versata in un bicchiere, ha la superficie costantemente increspata dalle bollicine. In genere l'arrivo di una bollicina alla superficie provoca un minuscolo schizzo d'acqua, che in molti casi può superare il bordo del bicchiere ed atterrare sul tavolo.

Osservando il tavolo in controluce si può notare come esso sia più bagnato, a causa delle microgoccioline, in vicinanza del bicchiere, diventando via via più asciutto allontanandoci da esso. Proporre un metodo per misurare quante goccioline cadono a distanza $r$ dal bicchiere, in funzione della distanza.
Si può collegare la gittata di uno schizzo d'acqua alla velocità iniziale: basta avere qualche conoscenza sul moto parabolico. È possibile capire qualcosa sulla distribuzione delle velocità iniziali, partendo dall'osservazione della distribuzione delle distanze a cui le goccioline cadono sul tavolo?
E da qui dedurre qualcosa sul meccanismo fisico tramite il quale l'arivo di una bolla alla superficie dell'acqua provoca uno schizzo?

Fotografare il LED del telecomando[modifica]

Fotografia di un telecomando in azione. La fotocamera registra come luce bianca la radiazione infrarossa emessa dal led.

Ci si reca in una stanza buia con una fotocamera digitale (da usare rigorosamente senza flash) e si punta il telecomando della televisione verso l'obiettivo. Se, quando si scatta, si tiene premuto uno dei tasti del telecomando, la fotografia mostrerà un pallino bianco in corrispondenza del LED del telecomando. In qualche senso questo è un modo di fotografare la luce emessa dal telecomando.

Fate la prova con molte diverse macchine fotografiche. Non è detto che funzioni con tutte: e poi perché dovrebbe funzionare solo per le macchine digitali? Fate quante più prove possibili e avanzate delle ipotesi.
Il LED del telecomando dovrebbe emettere nell'infrarosso. Ci si potrebbe quindi aspettare di vedere, nella foto, un puntino di colore rosso molto cupo. Perché non è così?
Si possono fare degli esperimenti per vedere quali materiali (che siano o no trasparenti alla luce visibile) si lasciano attraversare dal segnale infrarosso del telecomando. Provare a interporre varii oggetti tra telecomando e macchina fotografica.
Se il telecomando illuminasse abbastanza, potremmo usarlo per vedere, almeno in foto, il mondo in infrarossi. Provare ad illuminare un oggetto con uno o più telecomandi e poi a fotografarlo.

Televisione intelligente[modifica]

Un televisore a tubo catodico (insomma, quelli non piatti) può essere utilizzato in modo diverso da come i progettisti avevano previsto. Ad esempio si può cercare di capire il suo funzionamento.

Avvicinate una calamita al televisore. Noterete che intorno alla calamita l'immagine appare deformata e i colori sono alterati. (Potrebbe capitarvi di non essere più in grado di riportare il televisore alla normalità, nemmeno spegnendolo e riaccendendolo. Quindi non esagerate e usate un televisore vecchio). Quale fenomeno fisico provoca la deformazione e la variazione di colore?
Perché l'effetto può risultare irreversibile, anche dopo la rimozione della calamita? Se il tubo catodico contiene elettroni in moto, l'effetto della calamita su di essi non dovrebbe cessare appena la rimuoviamo? O perlomeno quando resettiamo completamente il flusso di elettroni al suo spegnimento?
Calamite a parte, quando spegnete e riaccendete il televisore, la superficie dello schermo appare elettrizzata. Attrarrà cioè piccoli pezzi di carta, il peli del vostro braccio, ecc... Questo avviene subito dopo lo spegnimento o subito dopo la riaccensione? Che segno avrà la carica accumulata sullo schermo?
Avrete notato che, "accarezzando" la superficie dello schermo televisivo quando è carica, potete caricarvi a vostra volta e subire una piccola scossa (con tanto di scintilla) toccando ad esempio un termosifone, una maniglia o anche, simpaticamente, un'altra persona. Dove va a finire la carica? A cosa è dovuta la scintilla?

Radio AM e FM[modifica]

Se disponete di una radiolina che possa essere utilizzata sia in modalità AM che FM potete fare qualche piccolo esperimento.

Mettete la radio su AM, possibilmente a tutto volume e non sintonizzata su una stazione. Accendete o spegnete la luce della vostra stanza. Cosa sentite alla radio?
Prendete ora una batteria e in qualche modo (con un conduttore) provocate un cortocircuito tra i due poli. Basta un attimo, non tenete la pila cortocircuitata a lungo altrimenti si rovina. Fatelo a varie distanze dalla radiolina. Cosa sentite?
Provate a girovagare esplorando i suoni prodotti dai vostri elettrodomestici.
Se ripetete gli esperimenti di prima con la radio impostata su FM, sentite qualcosa?
Provate ad avanzare una ipotesi di spiegazione del fenomeno, informandovi prima sulle differenze tra modulazione d'ampiezza e modulazione di frequenza. Ricordatevi di fare ipotesi che abbiano conseguenze controllabili con l'esperimento.

Il telefonino e la carta stagnola[modifica]

Prendete il vostro cellulare e avvolgetelo per bene in un foglio di carta stagnola. Ora provate a chiamarvi, usando un telefono fisso o il cellulare di un amico.

Suona?
Provate ad avvolgerlo di meno, ad esempio lasciando un buco libero. Ora suona?
Riprovate mettendo il cellulare, invece che nella stagnola, dentro una pentola metallica chiusa col coperchio.
La pratica è spesso molto più complicata della teoria: provate con molti materiali diversi, classificandoli in base alla capacità di impedire al telefonino di prendere il segnale. Cercate di spiegare tutti i casi in cui siete sorpresi dal risultato (ciò può capitarvi, ovviamente, solo se avete almeno delle rudimentali conoscenze di elettromagnetismo).
Provate anche a mettere il cellulare in un forno a microonde (spento), col portello chiuso. Cosa vi aspettate che succeda? Che cosa osservate?

Marea e influssi astrali[modifica]

Si sente talvolta dire, come motivazione per credere agli influssi degli astri sulla vita umana (nota: non vogliamo affrontare qui una discussione nel merito della validità dell'astrologia, ma ci limitiamo a discutere di questa particolare argomentazione), che "se la Luna può influenzare le maree, allora perché non dovrebbe poter agire sul corso della vita degli uomini?".

Se il fuoco può bruciare un pezzo di legno, potrà anche far maturare una mela? Si getta una mela acerba nel fuoco. Che succede?
C'è una grande differenza tra l'avere a disposizione un certo quantitativo di energia e l'avere la possibilità di utilizzarlo per un compito specifico. È possibile esprimere questa differenza in termini delle consuete grandezze termodinamiche (entropia, energia libera, ecc...)?
Quanto è applicabile questa analogia al caso della marea?

La susina che gira[modifica]

Prendete un bicchiere di acqua frizzante e immergetevi una susina, una pesca o un altro frutto simile. Può capitare che cominci ad oscillare o anche a girare su se stessa.

Se siete fortunati e il frutto ruota, come è disposto l'asse di rotazione? In orizzontale o in verticale? Quanto tempo impiega a fare un giro?
Si può pensare alla susina come ad un catalizzatore per la risalita delle bollicine, le quali si formano nella parte bassa del frutto e vengono trasportare in alto dalla sua rotazione. "In cambio" la susina ottiene energia cinetica (si mette a girare): da dove proviene? Come cambia l'energia potenziale gravitazionale del fluido, con la risalita delle bollicine? Fare delle stime numeriche.
Se alla susina si sostituiscono dei semi di limone si può osservare un comportamento simile, ma questa volta salgono e scendono periodicamente dal fondo alla superficie e ritorno, piuttosto che ruotare. Misurate e provate a prevedere con un semplice modello il tempo per un ciclo completo di salita e ricaduta.
Con una susina o con i semi di limone dentro, l'acqua si sgasa prima che da sola? Fate un confronto tra due bicchieri uguali.

Il freezer che non si vuole aprire[modifica]

Può capitare di chiudere la porta del freezer (o anche del frigorifero) e di volerla riaprire subito dopo. In qualche caso si nota una forte resistenza.

Fate la prova. Succede spesso o di rado?
Si può spiegare questo fenomeno solo con la termodinamica, o è necessario sapere come funziona nel dettaglio il freezer?
Sperimentate: ad esempio se il freezer viene spento e si fa l'esperimento di aprire e richiudere lo sportello subito dopo lo spegnimento (quando cioè l'interno è ancora freddo), il fenomeno si presenta comunque? Cioè, è importante che il frigo sia attaccato alla corrente?

Il deodorante e il termometro[modifica]

Se avete un termometro da parete, o simile purché con il bulbo accessibile, potrebbe venirvi in mente di spruzzare del deodorante sul suddetto bulbo. Forse potete riuscire ad osservare un calo di temperatura, cioè può capitare che vediate scendere il livello del mercurio nel cannello del termometro.

Di quanti gradi riuscite a farlo scendere? Ci sono alcune bombolette (di deodorante o altro) che provocano variazioni di temperatura sensibilmente diverse da altre? Che ne dite invece del "ghiaccio spray" per sportivi?
Che l'effetto dipenda dalla formula chimica del gas propellente della bomboletta e/o del deodorante?
O dalla pressione interna alla bomboletta? Ripetete l'esperimento con una bomboletta piena e con una quasi vuota.

Inchiodare in croce[modifica]

Quando si fissa una lastra rettangolare di legno ad un supporto, piantando dei chiodi nelle vicinanze degli angoli (pensiamo ad esempio di dover inchiodare la parete posteriore di un mobile alla struttura), si dice che convenga piantare prima i due chiodi che si trovano agli estremi opposti di una diagonale e poi gli altri due. Viene in genere sconsigliato di piantare prima i chiodi che stanno su un lato e poi quelli che stanno sull'altro, perché c'è il rischio che il legno si crepi.

Provate ad inchiodare diverse lamine seguendo a volte la procedura "giusta" e altre volte quella "sbagliata". Che differenze ci sono? Se conoscete un po' di statistica, provate a testare se sono significative, ad esempio confrontando il numero medio di rotture.
Le differenze tra un metodo e l'altro, se ci sono, variano cambiando le dimensioni dei chiodi, lo spessore della lamina di legno, ecc...?

Carta bagnata[modifica]

Se si bagna un fazzoletto e si guarda in trasparenza una sorgente luminosa, si vede che la parte bagnata è più trasparente. Lo stesso succede anche con la carta da forno bagnata d'olio, tanto che la carta traslucida che si usa per ricalcare i disegni viene spesso chiamata anche "carta oleata".

Provare con vari tipi di carta e liquidi: l'effetto si verifica sempre?
Da cosa dipende, secondo voi?
Come si può misurare la variazione di trasparenza da prima a dopo l'applicazione del liquido? Proponete dei metodi per associare un numero a quanto trasparente è un oggetto.

Fumo in macchina[modifica]

Quando qualcuno fuma in auto, di solito tiene la sigaretta vicino al finestrino leggermente aperto, per buttare fuori la cenere e il fumo.

Se si tiene la sigaretta un po' più all'interno dell'auto rispetto a quanto si fa di solito, il fumo esce lo stesso o resta in buona parte in macchina?
La quantità di fumo che esce dipende dal vento o dalla velocità della macchina?
Dipende da che posto del finestrino si sceglie per tenere la sigaretta?
Cosa cambia aprendo o chiudendo acora di più il finestrino?
La cenere uscita dall'auto resta lungo il veicolo, o viene gettata lontano?

Muro del suono[modifica]

Viaggiando su un'auto vecchia, mi è capitato di osservare un curioso fenomeno, che si è ripetuto più volte. Mentre a basse velocità (fino ai 50 all'ora) l'auto era silenziosa, verso i 60/70 km orari si cominciava a sentire un sibilo fastidioso, proveniente da uno dei finestrini esterni. A velocità più sostenute (oltre gli 80) il sibilo scompariva. Una sorta di muro del suono!

Avete mai osservato qualcosa del genere? Potreste provare a riprodurlo con accrocchi opportuni da reggere fuori dal finestrino. Finora non ne sono stato in grado.
L'aerodinamica può prevedere l'esistenza di simili velocità di soglia?

Accendere e spegnere la lampadina[modifica]

Forse vi è stato detto, quand'eravate bambini, che accendere e spegnere ripetutamente una lampadina rischia di farla fulminare. Ma cosa c'è di vero in questa storia?

Fare la prova direttamente è facile. Si accende e si spegne ripetutamente una lampadina fino a che non si fulmina lei o ci stanchiamo noi. Si accettano scommesse.
Il tipo di lampadina (almeno tre: tradizionale a incandescenza, alogena, a risparmio energetico) fa la differenza?
Ma... le lampadine intermittenti come quelle dell'albero di natale, perché non si fulminano?

Crepe[modifica]

I muri vecchi, e talvolta anche quelli meno vecchi, presentano spesso delle crepe. Ce ne sono di vari tipi, possono essere inclinate in modo diverso, di diverse lunghezze e diverse dimensioni.

Contate le crepe e segnatevi le loro caratteristiche in edifici di cui conoscete l'età; si può stabilire, almeno approssimativamente, quanto vecchio è un muro dal numero o dalla natura delle sue crepe?
Ci sono più crepe nei muri portanti o in quelli secondari? Nei muri spessi o in quelli sottili? Nei muri umidi o in quelli asciutti?
Come si generano le crepe nei muri? Si possono distinguere le crepe che presagiscono un cedimento strutturale dell'edificio da quelle innocue?

Il CD-Hoovercraft[modifica]

Provate a lanciare un CD su un tavolo abbastanza liscio, in modo che il CD si mantenga radente alla superficie del tavolo. In alcuni casi si osserverà un moto normale, simile a quello di qualunque altra cosa che scivoli sul tavolo, caratterizzato da un frenamento progressivo dovuto all'attrito. Tuttavia, se si sperimenta abbastanza, può capitare che il CD percorra un lungo tratto di strada sul tavolo, apparentemente senza attrito, quasi strisciando su un cuscino d'aria.

Provate prima di tutto a riprodurre l'effetto. È cruciale che il tavolo sia molto liscio?
Ci sono anche dei casi in cui l'effetto è opposto, ovvero il CD frena più bruscamente di quanto ci aspetteremmo?
Nel caso in cui il CD scivola apparentemente senza attrito, raggiunge la fine della propria corsa arrestandosi bruscamente?
Provate a lanciare piano il CD, facendolo atterrare di piatto sul tavolo. Ripetete questo lancio avendo cura di impartire una leggera rotazione al CD mentre lo lanciate. Che cosa succede?
Se il tavolo è umido, cambia qualcosa? (Non esponete all'umidità un CD che contenga dati importanti: potreste rischiare di perderli).

Fosforescenza[modifica]

Rovistando tra i vecchi giocattoli non dovrebbe essere difficile trovare qualche bambola o modellino che, esposto alla luce, abbia poi la proprietà di brillare al buio. La luminosità può durare per ore, tenendoci compagnia per tutta la notte. (Nota bene: alcune delle attività sperimentali suggerite in questa sezione potrebbero danneggiare l'oggetto fosforescente o risultare pericolose per chi le mette in atto).

Tenete l'oggetto fosforescente chiuso per molti giorni in una scatola, al buio. Dovrebbe essere completamente "scarico", cioè incapace di fare luce. Provate a ricaricarlo in vari modi: con la luce del sole, di una lampadina, del fuoco del caminetto, di un puntatore laser rosso. Vi riesce sempre? Quando lo portate al buio, la quantità di luce emessa dall'oggetto dipende dall'intensità della luce che lo ha caricato? Dal tempo di esposizione? Dal colore della luce che lo ha caricato?
La carica può avvenire solo con luce di determinate lunghezze d'onda? Provate a caricare il giocattolo fosforescente con la luce infrarossa del telecomando televisivo, o mettendolo nel forno a microonde.
Ci sono modi per caricarlo senza usare la luce? Provate a scaldarlo a bagnomaria, a dargli colpi violenti, a sottoporlo a scariche elettriche con un accendigas piezoelettrico. Si ottiene qualcosa?
Il calore, i colpi e le vibrazioni meccaniche, la corrente e altri stimoli non luminosi possono modificarne la luminosità in fase di scarica, al buio?

Flash di luce improvvisi[modifica]

Se si hanno le finestre aperte, come spesso capita negli assolati pomeriggi estivi, succede di osservare dei repentini flash di luce che durano un istante ma sono chiaramente percepibili. Chi è in grado di fare qualche semplice calcolo può rispondere ai seguenti quesiti.

Supponiamo che siano dovuti alla luce del Sole che si riflette su una finestra di un palazzo vicino e che giunge ad illuminare la nostra stanza solo mentre tale finestra viene chiusa o aperta. Quanto dura un flash di luce?

(Per rispondere alla domanda precedente e alle successive è necessario fare ipotesi realistiche sulla distanza della finestra responsabile della riflessione, sulla velocità con cui viene aperta, ecc...)

Come (e di quanto) varia l'intensità luminosa durante il flash?
Come si potrebbe fare per misurare la durata dei flash?