Concorso: "Espressioni matematiche"
Siamo la 3Ctg e l'ISIS ’Europa è la nostra scuola!
Un istituto tecnico superiore di Pomigliano d’Arco, città in provincia di Napoli. Come vedete nella foto, non abbiamo un edificio scolastico ma siamo ubicati in un palazzo, a quattro piani.
La nostra aula è la 205 e si trova al secondo piano, il laboratorio di grafica invece si trova al quarto piano, aula 407.
Valentina e Serena, il primo giorno di scuola si sono lamentate perchè già stanche di salire e scendere le scale a scuola che portano dall'aula in laboratorio.
E allora ci siamo chiesti: ma quanti chilometri percorreremo, quest'anno, per andare dall’aula 205 al laboratorio 407 ?
Dunque, trattasi di un cossidetto "problema alla Fermi": più o meno, quanto?
Sono problemi di stima basati sul fare delle ipotesi ragionate su delle quantità e poi usarle per rispondere a delle domande che richiedono di stimare quantità apparentemente complicate da calcolare.
Enrico Fermi (1901 – 1954), è famoso per aver portato la ricerca italiana a livello internazionale, in settori quali la fisica atomica, la fisica teorica e quella nucleare. Ha vinto un Premio Nobel nel 1938, ha diretto il progetto Manhattan e ha dato il nome ad un elemento della tavola periodica.
In classe abbiamo discusso sul quesito e qualcuno ha ipotizzato che i km da percorrere nell'anno saranno tre, altri dicono meno di tre, altri ancora dicono più di 5 km
Ci siamo chiesti: quali dati dobbiamo considerare?
Iniziamo a schematizzare la situazione, ecco una mappa del percorso da percorrere.
Lucia afferma: "i dati da considerare sono i passi che ci vogliono per spostarci dall’aula in laboratorio".
Ilaria: "il numero di scale da salire (e scendere) e quindi, la pendenza della scala da percorrere"
Grazia: "dobbiamo tener conto che uno scalino è composto dall'alzata, cioè l'altezza da gradino a gradino, e la pedata, cioè la parte del gradino sulla quale nel transito poggiamo i piedi.
Quindi, per calcolare la pendenza della scala, applichiamo il teorema di Pitagora al triangolo rettangolo che ha come cateti l’alzata e la pedata del gradino.
Giovanna: "Le attività in laboratorio si svolgono tutti i mercoledì della settimana.
Quanti mercoledì ci sono nell’anno scolastico in corso? "
Per trovare la lunghezza media del passo, ad esempio quello di Alessio, abbiamo preso un metro a nastro, lui ha iniziato a camminare sulla traiettoria dritta del piano, si è fermato e abbiamo misurato la distanza tra i talloni.
Raccolte le informazioni, abbiamo ricavato che:
● Un passo è circa 74 cm;
● 40 sono i gradini per arrivare dal 2° piano al 4° piano;
● 36 sono i mercoledì dell’anno in corso;
● 3 passi per andare da una rampa all’altra (ballatoio);
● 11 passi percorso scala-laboratorio;
● 16 passi percorso scala-aula;
● 40 gradini totali;
● 11 cm alzata del gradino
● 33 cm pedata del gradino.
Nella tabella che segue abbiamo riportati i calcoli eseguiti:
Il modello matematico trovato è il seguente:
z=2*[(3*74 cm )x+ (35 cm) y]
z=2*[3*74*10-5 (km) x + 35*10-5 (km) y]
z=2*(2,2*10-3 x + 3,5*10-6 y) km
z=4,4*10-3 x+7*10-6 y, dove
x= variabile passi
y= totale gradini
z= km giornalieri
Nel nostro caso :
x=16+11+3=30
y=40
z=0,132+0,00028= 0,13228 km/giorno
0,13228 *35(settimane)= 4,6298 km
Percorreremo dunque, circa 5 km .
Non ci resta che confrontare la nostra stima con quella del contapassi del cellulare.
Conclusione
Le immagini di fianco riportate dimostrano che la nostra stima è prossima alla stima effettuata dal contapassi.