[as] illuminazioni - Un laboratorio nello smartphone.

Tutti gli oggetti che ci circondano risentono dell’attrazione gravitazionale della Terra. Se sono in “caduta libera”, hanno un’accelerazione costante, l’accelerazione di gravità g, che, a meno di piccole variazioni dovute a disuniformità nella densità della crosta terreste, è uguale dappertutto. Il suo valore medio sulla superficie terrestre vale 9,80665 m/s². Esistono vari fenomeni che dipendono da g e che si possono utilizzare per ricavarne il valore. Uno di questi si basa sulla misura del periodo di oscillazione di un pendolo semplice, un sistema ideale costituito da un oggetto di dimensioni trascurabili, attaccato a un filo inestensibile e lasciato oscillare nel vuoto in assenza di attriti. Quando il pendolo compie oscillazioni di piccola ampiezza, il periodo di tali oscillazioni è legato a g da una semplice relazione. Nota la lunghezza del filo, il valore del periodo consente di ricavare g. La misura risulta accurata anche in condizioni reali, in cui l’oggetto sia ad esempio una pallina, il filo un comune spago e non ci sia il vuoto.
Ma è possibile effettuare misure di g accurate e semplici, misurando il periodo di oscillazione di un pendolo con uno strumento che possediamo tutti? Sì, è possibile, e lo strumento è lo smartphone.
Gli smartphone, infatti, sono dotati di sensori, utilizzati dal telefono stesso, e da alcune sue applicazioni.
Gli accelerometri, per esempio, misurano l’accelerazione e sono usati dalle applicazioni che entrano in funzione quando si scuote il telefono. I sensori di luminosità determinano l’intensità della luce esterna per regolare lo schermo e quelli di prossimità sono usati per passare in modalità viva voce quando allontaniamo il telefono dall’orecchio.
Benché si tratti di dispositivi commerciali, questi sensori sono in grado di effettuare misure molto accurate. Esistono varie applicazioni che permettono di visualizzare i dati mentre vengono raccolti, hanno comode interfacce grafiche e consentono di salvare le informazioni su file. La maggior parte di queste applicazioni sono complete già nella versione gratuita: ad esempio, Phyphox (la cui versione italiana è stata curata da Giovanni Organtini, ricercatore Infn di Roma), Sensor Kinetics oppure Physics Tool Box. In particolare, per la misura di g dal semi-periodo del pendolo si può usare il sensore di prossimità (vd. fig.), che rileva quando il pendolo passa vicino al telefono, oppure si può usare il telefono stesso come pendolo, misurandone il periodo con gli accelerometri che registrano le variazioni di accelerazione durante le oscillazioni. Armandosi dunque di buona volontà, si può ottenere una buona misura di g, divertendosi pure. E chissà se poi non vi verrà voglia di effettuare altri tipi di misure, utilizzando le potenzialità degli smartphone.
[Pia Astone e Davide Pinci]

 

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