Di Alfonso D’Ambrosio

alfonsodambrosio@yahoo.it

Il quarto dei sei articoli su micro:bit vede ancora protagonista il sensore accelerometro.

Questa attività è pensata per studenti sella Scuola Secondaria, e può essere affrontata in maniera qualitativa o quantitativa.

 

Fase 1

Esplorazione delle accelerazioni lungo i tre assi.

In questa fase si esplorano i versi delle accelerazioni.

Muovere Micro:bit lungo 3 direzioni ortogonali (x, y e z) e registrare a schermo i valori delle accelerazioni, discutendo in che modo è possibile avere accelerazioni maggiori (l’accelerazione è una variazione di velocità nel tempo).

Esempio di script:

accelerometro

In questo script ho creato tre personaggi ed ognuno assume una posizione y che è pari al valore delle accelerazioni lungo i rispettivi assi.

Questa fase è molto importante perchè è possibile “sentire” l’accelerazione muovendo le mani e “leggerla” in tepo reale a schermo. E’ utile discutere anche i versi di tali accelerazione e le sue variazioni intorno ad un valore centrale.

 

Fase 2

La calibrazione del sensore

Ogni sensore va calibrato, non dimentichiamolo.

Se poniamo Micro:bit su un piano orizzontale esso registra un valore 0  relativamente alle accelerazioni x ed y ed un valore di -63 su z. Intuitivamente ci aspettavamo un valore di circa -9,8 su z, perchè sull’asse verticale (perpendicolare al suolo) in quanto soggetto all’accelerazione di gravità.

Poco importa per noi -63 corrisponderà ora a -9,8m/s^2.

Abbiamo bisogno di un secondo valore.

Per far questo facciamo cadere, su qualcosa di morbido, Micro:bit da una altezza nota  e registriamo il valore dell’accelerazione z durante la caduta, facendo attenzione a mantenere la direzione perpendicolare al suolo.

Ecco lo script e cosa è accaduto durante la caduta:

caduta1

Premesso che la larghezza del tratto di caduta fornisce una misura del tempo di caduta (e da qui ricavare anche l’accelerazione di gravità, nota l’altezza di caduta…ma anche ottenere misure di energia potenziale e tanto altro…), registriamo un valore 0 durante la caduta libera.

La calibrazione è quasi terminata.

Abbiamo due valori noti 0 gravità e valore 0, -9,8 (1 gravità) e valore -63. occorre capire se la scala è lineare.

Incliniamo l’asse zeta di angoli noti, utilizzando un goniometro.

Al valore di 30 gradi il valore -53, ci aspettiamo il valore massimo -63 per il coseno di 30 , ovvero -54, a 30 gradi ci aspettiamo -63 cos30 ovvero -31,5 e troviamo -31.

Insomma tutto funziona perfettamente, la scala è lineare (-63 1 gravità -126 2 gravità e così via)!

 

Scheda 3

Le oscillazioni di un pendolo.

Attacchiamo Micro:bit ad un pendolo.

Misuriamo l’accelerazione l’ungo l’asse z ovvero diretta lungo il filo (quindi radiale). Tale accelerazione centripeta dipende dalla velocità e pertanto sarà zero quando si ha la massima ampiezza e massima quando è allineata alla verticale.

microbitpendolo

Senza entrare nei dettagli tecnici, possiamo dire che il periodo di oscillazione dell’accelerazione x è pari al periodo di oscillazione del pendolo.

E’ possibile quindi determinare il periodo in funzione della lunghezza, ottenere misure sulle accelerazioni non complanari (ovvero perpendicolari al piano di oscillazioni) ed ottenere misure di energia meccanica e studiare lo smorzamento del pendolo (anche qui viene fuori una funzione esponenziale).

pendolo microbit

Il presente articolo ha un taglio da Scuole superiori e forse è proprio questa la cosa affascinante: strumenti aperti quali micro:bit non hanno limiti di età!

 

 

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