La gravità non esiste (video)

Il mondo è pieno di persone che elaborano teorie strampalate e senza senso. La tecnologia ha permesso a queste persone di divulgarle senza limiti. Per fortuna internet permette anche alle idee scientifiche valide di diffondersi senza limiti.

In questo video si vuole sfatare un “mito” che si va diffondendo tra gli “studiosi” di scienze “alternative” e cioè che la gravità non esiste, cioè è una beffa e che Einstein aveva torto. In realtà sono tantissimi quelli che dicono che “Einstein aveva torto”, come se la teoria della Relatività fosse un’esclusività di Einstein. In realtà dopo Einstein la relatività (sia quella Ristretta che quella Generale) è stata studiata, completata, verificata sperimentalmente, sviscerata in tutti i suoi aspetti, da moltissimi altri scienziati. Non è che Einstein ha detto una cosa e tutti gli altri ci hanno creduto!

Ma per il momento vi raccomando di guardare questo interessantissimo video che ci fa capire che Einstein e tutti gli altri studiosi di relatività che sono venuti dopo di lui, hanno costruito una teoria straordinaria con un campo di applicabilità immenso.

Buona visione a tutti.

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L’equazione di Dirac (spiegazione semplice)

Ho trovato questo video dove si illustra una semplice spiegazione della “famosa” equazione di Dirac. Questa equazione è passata alla storia come quella che prevedeva matematicamente l’esistenza dell’antimateria e il fenomeno di annichilazione materia-antimateria.

La spiegazione del filmato fa uso di matematica ed è fruibile agli studenti universitari, ma anche chi non è competente in materia può seguire il discorso. Ovviamente non si tratta di una dimostrazione rigorosa (che richiederebbe un certo tempo per essere trattata).

Buona visione a tutti.

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Legge di Stevino (animazione con Blender)

La legge di Stevino è una equazione che permette di calcolare la pressione ad ogni profondità di una colonna di liquido conoscendo l’altezza della colonna e la densità del liquido.

In definitiva questa legge afferma che la pressione in un liquido è direttamente proporzionale all’altezza del liquido, alla sua densità e alla forza di gravità. Queste proporzionalità si possono esprimere con la seguente formula:

dove P è la pressione, g è l’accelerazione di gravità (sulla Terra è pari a 9,81 m/s²), h è altezza del liquido.

Un tipico esperimento che dimostra la legge di Stevino è quello che si può realizzare con un contenitore a cui sono stati fatti dei fori ad altezza diversa. Dai fori più in alto si noterà che il getto d’acqua sarà più debole, dai fori in basso il getto d’acqua sarà più forte.

In questo breve filmato possiamo vedere una animazione (realizzata con Blender) che mostra questo tipo esperimento della legge di Stevino.

Buona visione.

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Modello in carta del cubo (animazione)

Tutti sanno come costruire un cubo con la carta o il cartoncino. Basta realizzare una "croce" con 6 quadrati e piegarli in maniera opportuna per ottenere un cubo. In questa animazione (dura solo poco più di 30 secondi), realizzata con il software GeoGebra, possiamo vedere come piegare la carta o il cartoncino per ottenere il cubo.

Buona visione a tutti.

Moto circolare uniforme (animazione)

Il moto circolare uniforme è un moto che ha come traiettoria una circonferenza e che avviene a velocità costante.

Se il moto di un punto materiale è circolare uniforme, allora è possibile definire due grandezze fisiche: il periodo e la frequenza.

PERIODO: è il tempo impiegato per fare un giro completo della circonferenza. Nel SI si misura in secondi. Di solito viene indicato con la lettera T.

FREQUENZA: è il numero di giri percorsi ogni secondo. Nel SI si misura in Hertz (Hz). Di solito si indica con la lettera f.

Nel seguente filmato possiamo vedere una semplice animazione di un moto circolare uniforme realizzata con il software GeoGebra.

Caduta libera di un corpo (animazione)

In questa animazione possiamo vedere la caduta libera di un corpo dall'altezza di 240,1 metri (in maniera che questa caduta duri esattamente 7 secondi). Nella simulazione si è trascurato l'effetto dell'attrito dell'aria. Si noti che la velocità di arrivo a terra del corpo sfiora in 247 chilometri orari. Come valore dell'accelerazione di gravità ho usato 9,8 metri al secondo quadrato. Il software utilizzato per realizzare l'animazione è GeoGebra.

Buona visione del filmato.

Le potenze di 10 e la notazione scientifica

In molti casi è utile abbreviare numeri con molte cifre utilizzando le potenze di 10. Le potenze di 10 hanno delle proprietà che le rendono adatte per “compattare” numeri con molte cifre.

Vediamo perché.

Partiamo dalla potenza di 10 più semplice:

10⁰ = 1 (in realtà qualsiasi numero elevato a 0 fa 1, proprietà valida anche per le potenze con base 10)

10¹ = 10

10² = 100

10³ = 1000

A questo punto abbiamo capito che il numero dell’esponente è uguale al numero di zeri presenti nel numero.

Quindi quanto vale 10⁴?

Sarà uguale a 1 seguito da 4 zeri: 10000.

Adesso possiamo vedere numeri un po’ più grandi:

10⁶ = 1000000 (1 seguito da 6 zeri); un milione.

10⁹ = 1000000000 (1 seguito da 9 zeri); un miliardo.

10²³ = 100000000000000000000000 (1 seguito da 23 zeri).

Notiamo già che numeri interminabili si possono scrivere con poche cifre.

Esempio: 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000

pari a 10⁵⁶ ! (basta contare i 56 zeri).

Bene, abbiamo capito come si possono “compattare” numeri molto grandi. Ma se noi abbiamo numero più piccoli di 1?

10^-1 = 1/10 = 0,1

10^-2 = 1/100 = 0,01 (un centesimo)

10^-3 = 1/1000 = 0,001 (un millesimo)

…

…

10^-6 = 1/1000000 = 0,000001 (un milionesimo)

10^-9 = 1/1000000000 = 0,000000001 (un miliardesimo)

Anche in questo caso il numero di zeri è uguale al numero dell’esponente della potenza, ma gli zeri sono “prima” del numero uno.

Provate a convertire questo numero in potenza di 10:

0,0000000000000000000000000001

contando che ci sono 28 zeri, abbiamo:

10^-28

E’ chiaro? Se ci sono domande o si desiderano chiarimenti, inseriteli nei commenti.

 

NOTAZIONE SCIENTIFICA

Ma i numeri che abbiamo visto finora cominciano o finiscono con la cifra 1. E se vogliamo trasformare in potenza di 10 un numero qualsiasi?

Facciamo subito un esempio:

prendiamo il numero:

2350000000000

consideriamo la prima cifra, che è un 2 e subito dopo scriviamo la virgola, poi scriviamo tutte le altre cifre diverse da zero, quindi 3 e 5

2,35

poi moltiplichiamo questo numero per la potenza di 10. Per sapere quale esponente mettere sul 10 contiamo tutte le cifre del numero, tranne la prima, quindi troviamo 12.

Alla fine avremo:

2350000000000 = 2,35 x 10¹².

E se abbiamo un numero molto piccolo come:

0,00000000561?

Anche in questo caso dobbiamo considerare la prima cifra diversa da zero, il 5 e scrivere subito la virgola, seguita dalle altre cifre diverse da zero, quindi avremo:

5,61

questo lo dobbiamo moltiplicare per la potenza di dieci. Stavolta però l’esponente sarà negativo, per sapere l’esponente basta contare tutti gli zeri (in questo caso sono 9). Alla fine avremo quindi:

0,00000000561 = 5,61 x 10^-9.

Anche per questo esempio, se qualcuno desidera chiarimenti, lo scriva nei commenti.

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Cos’è la Meccanica Quantistica? (video)

Volete una spiegazione semplice e chiara per capire cos’è la meccanica quantistica? Questo mini documentario di pochi minuti vi può aiutare ad avere un’idea chiara di questa meravigliosa teoria della Fisica che ha rivoluzionato per sempre la nostra visione del mondo subatomico. Le particelle subatomiche (come i protoni, neutroni, elettroni) non possono essere descritte come delle semplici “palline”, ma sono contemporaneamente sia corpuscoli che onde. Questo comportamento davvero straordinario, noto come “dualismo onda-corpuscolo”, è stato confermato da una serie enorme di esperimenti.

Nel filmato viene raccontata anche brevemente la storia della meccanica quantistica. Questa storia è tanto affascinante quanto la meccanica quantistica stessa e mostra come le conquiste dell’intelletto umano sono delle avventure non meno straordinarie della storia delle civiltà o delle scoperte geografiche dei secoli scorsi.

Viene descritto anche un fenomeno ancora più sconcertante: il famoso “entanglement” quantistico. Se prepariamo due particelle subatomiche con degli stati quantici opposti e le allontaniamo anche di miliardi di chilometri, se cambiamo lo stato di una particella, “istantaneamente” cambia anche lo stato dell’altra particella. E’ come se ci fosse un “effetto a distanza” tra le due particelle, come se fossero in qualche modo “gemellate”. Anche questo fenomeno è stato confermato da numerosi esperimenti, ad esempio questo, molto recente.

Il mio desiderio, con la condivisione di questo piccolo documentario, è di trasmettere quante meraviglie possono esserci nella conoscenza scientifica della Natura e che possa essere un piccolo spunto per fare appassionare grandi e piccini allo studio della scienza. A volte basta poco per fare scattare quella “scintilla” che ci fa innamorare di questi argomenti.

Tornando al mini documentario, i più “grandicelli” di voi riconosceranno sicuramente che si tratta di un frammento di una antica puntata di SuperQuark e l’animazione è frutto della genialità di un grande disegnatore e animatore quale Bruno Bozzetto.

Buona visione a tutti. Se qualcuno desidera qualche chiarimento, non esitate a chiederlo nei commenti.

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Le derivate. Definizione di derivata e significato geometrico.

Il concetto di derivata è uno dei più importanti e fecondi dell’analisi infinitesimale, anche per le le sue numerose applicazioni in ambiti diversi da quello matematico (ad esempio in Fisica). In questo filmato possiamo vedere una semplice spiegazione della definizione di derivata prima e del significato geometrico della derivata. In particolare si vedrà come introdurre la derivata a partire dal problema della determinazione del coefficiente angolare di una retta tangente al grafico di una funzione.

Buona visione a tutti.

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Centenario della Relatività Generale

In questi giorni si sta parlando molto della teoria della Relatività Generale che fu formulata da Albert Einstein nel 1915. Si tratta di un centenario importante perché la Relatività Generale è una delle teorie scientifiche che ha più cambiato la nostra visione del mondo e ha introdotto “meraviglie” della natura che nessuno aveva mai osato concepire, si pensi ad esempio ai buchi neri. E’ stata una rivoluzione oltre che scientifica anche culturale e ancora oggi stimola moltissime ricerche. D’altra parte è una teoria che non porta solo certezze ma anche affascinanti domande, infatti è evidente che non è compatibile con il Modello Standard e ancora manca l’osservazione diretta delle onde gravitazionali.

E’ una teoria essenziale perché è in grado di descrivere in maniera meravigliosa la forza di gravità, che tra tutte le forze che governano l’universo, è certamente la più debole e la più misteriosa.

Ancora non sappiamo quali altri meravigliosi risultati produrrà lo sterminato lavoro di Albert Einstein, ma ci rendiamo conto che il famoso scienziato (forse il più famoso di tutti i tempi) ha lasciato per sempre un segno nella storia della scienza e nell’immaginario popolare.

In questo filmato possiamo vedere una interessante lezione sullo spaziotempo di Einstein e le meraviglie della Relatività Generale. Buona visione a tutti.

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Cosa è lo spaziotempo?

O meglio, lo spaziotempo da cosa è fatto? Le ipotesi della Fisica più affascinanti degli ultimi decenni coinvolgono un curioso fenomeno della meccanica quantistica chiamato entanglement. In parole povere non sarebbe altro che una sorta di “azione a distanza” tra particelle separate anche da grandi distanze. Nonostante si tratti di un fenomeno bizzarro esistono centinaia di esperimenti che mostrano che tale fenomeno è assolutamente reale.

Recentemente il fisico Mark Van Raamsdonk della British Columbia University ha elaborato una ipotesi che afferma che la trama dello spaziotempo sarebbe fatta proprio di entanglement quantistico. Una ipotesi che, se confermata, potrebbe essere un passo in avanti per l’unificazione delle due grandi teorie della Fisica più complete che possediamo: la meccanica quantistica e la relatività generale.

Nel seguente video potete vedere un servizio che spiega questa nuova ipotesi. Buona visione e buon ascolto.

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Come immaginare 10 dimensioni spaziali

Le teorie della Fisica più moderne funzionano in un “mondo” dotato di 10 dimensioni spaziali (o anche di più) e una temporale. Un esempio di queste teorie è la Teoria delle Stringhe. Ma come facciamo ad immaginare un mondo con un numero di dimensioni spaziali superiore alle 3 che sperimentiamo nella nostra esistenza? Con approfondite conoscenze matematiche e geometriche è abbastanza facile capire come possano esistere “altre dimensioni”, perché le equazioni permettono un livello di astrazione molto grande. Ma se non si possiedono tali conoscenze bisogna riuscire ad “immaginare” questa situazione mediante una analogia.

In questo filmato (dura circa 11 minuti ed ha i sottotitoli in italiano) ci spiega come immaginare 10 dimensioni spaziali mediante una serie di interessanti analogie.

Buona visione a tutti.

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Breve storia dell’Universo (video)

In principio, circa 13,7 miliardi di anni fa, tutto lo spazio, tutta la materia e tutta l’energia dell’Universo conosciuto erano contenuti in un volume più piccolo di un bilionesimo della dimensione della punta di uno spillo. Le temperature erano così elevate che le forze fondamentali della natura, che insieme descrivono l’Universo, erano unificate. Per ragioni ignote questo cosmo più piccolo di uno spillo cominciò ad espandersi.

Quando l’Universo aveva la straordinaria temperatura di 10³⁰ gradi, ed era giovanissimo, solo 10^-43 secondi, tempo prima del quale tutte le nostre teorie sulla materia e sullo spazio non valgono più e perdono significato.

Affascinante vero? Questa è l’inizio della storia dell’Universo. Vi piacerebbe sentire come continua questa storia? Guardate questo filmato (durata di poco più di 8 minuti) e vedrete quali sono le conoscenze scientifiche attuali sulla nascita e l’evoluzione dell’Universo.

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Spazio tempo e dimensioni

Cosa si intende in Fisica per spazio-tempo? Cosa significa il termine “dimensioni”? Cosa è la “quarta dimensione”. Questi temi sono molto affascinanti per molti, ma la divulgazione spesso non è sufficiente per renderli chiari. In questo filmato (durata 44 minuti circa) invece questi concetti sono spiegati in maniera semplice ma rigorosa.

Buona visione a tutti del filmato.

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Perché gli aerei volano?

Il volo di un aereo è fondamentalmente dovuto all’equilibrio di diverse forze. In questo filmato (in inglese, ma con i disegni animati è tutto perfettamente chiaro anche per chi non lo conosce bene), possiamo vedere una interessante spiegazione del perché gli aerei riescono a volare, nonostante siano delle vere e proprie “montagne di metallo” (specialmente i grandi aerei di linea).

Buona visione a tutti della spiegazione.

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Che cos’è la materia oscura? (video)

La materia oscura è uno degli argomenti scientifici più stimolanti degli ultimi decenni. Non sempre è facile, a livello divulgativo, spiegare esattamente di cosa si tratta. Spesso è molto facile creare dei fraintendimenti causati dalla necessaria semplificazione usata per spiegare certi argomenti ai “non addetti ai lavori”. Per fortuna si riescono a trovare dei giovani divulgatori che riescono a spiegare cose complicate con parole semplici senza perdere in precisione e rigore.

La materia oscura è uno dei problemi aperti della scienza contemporanea. In questo video il giovane divulgatore Adrian Fartrade spiega molto bene cosa è la materia oscura, come è stata scoperta e quali sono le ipotesi più accreditate che possono spiegare questo affascinante mistero.

Buona visione a tutti.

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Non è vero che Homer Simpson ha previsto la massa del bosone di Higgs

In questi giorni impazza sui social network e nei vari blog bufalari sparsi per la rete, la notizia che in una puntata dei Simpson del 1998 (nell’episodio, intitolato “In The Wizard of Evergreen Terrace”) apparirebbe una equazione che prevede correttamente la massa del bosone di Higgs, scoperto con l’acceleratore LHC del CERN nel 2012. La notizia è stata divulgata da Simon Singh, autore del libro “The Simpsons and their Mathematical Secrets” (I Simpson e i loro segreti matematici).

L’immagine incriminata sarebbe questa:

L’equazione della massa del bosone di Higgs sarebbe quella della prima riga. In essa compaiono diverse costanti, come pigreco, la costante di struttura fine, la costante di Planck, la velocità della luce e la costante di gravitazione universale.

Facciamo un rapido calcolo per vedere se la massa del bosone di Higgs calcolata con questa formula è la stessa (o almeno è paragonabile) con quella misurata che è pari a circa 125,2 Gev/c².

Nell’equazione:

sostituiamo i corrispondenti valori delle costanti:

Eseguendo il calcolo si ottiene una massa di , che corrispondono a circa 776,6 Gev/c². Direi che è un valore molto lontano dai reali 125,2 Gev/c². La notizia è quindi una bufala a regola d’arte forse diffusa per pubblicizzare il libro di Simon Singh.

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La Teoria delle Stringhe secondo Brian Greene (TEDItalia)

La Teoria delle Stringhe è una delle ipotesi scientifiche (non è propriamente una teoria) più interessanti che siano state formulate negli ultimi decenni. In questo filmato di TEDItalia, Brian Greene, uno dei protagonisti che hanno sviluppato questa grandiosa ipotesi, ci descrive gli aspetti più affascinanti della Teoria delle Stringhe, come le 11 dimensioni e la possibilità di unificare tutte le forze della Natura. Lo scienziato ci descriverà a grandi linee anche un esperimento (realizzabile grazie al grande acceleratore di particelle LHC presente al CERN di Ginevra) che potrebbe determinare se la Teoria delle Stringhe è giusta o sbagliata.

Buona visione a tutti.

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L’equilibrio in Fisica (equilibrio del corpo rigido esteso): un semplice esperimento.

I corpi rigidi estesi si comportano come se la forza peso che agisce su di essi fosse applicata in un punto particolare detto centro di gravità o baricentro. Si può verificare facilmente che un corpo appoggiato resta in equilibrio e non si rovescia  fin tanto che le retta tracciata perpendicolarmente dal centro di gravità verso il suolo cade all’interno della base di appoggio.

Esistono tre tipi di equilibrio: stabile, instabile e indifferente.

Un corpo si dice in equilibrio stabile se, sottoposto ad uno spostamento, ritorna nella sua posizione iniziale. Il baricentro G si posiziona lungo la verticale che parte dal punto di sospensione P e al di sotto di quest’ultimo.

Si dice in equilibrio instabile se, sottoposto ad uno spostamento, non torna nella sua posizione iniziale. Il baricentro G si trova lungo la verticale che passa da P, ma al di sopra del punto di sospensione.

Si dice in equilibrio indifferente se, sottoposto ad uno spostamento, rimane in equilibrio nella nuova posizione. In questo caso il baricentro G coincide con il punto P di sospensione.

Nel seguente filmato possiamo vedere un semplice esperimento sull’equilibrio realizzabile con materiali che tutti possono avere in casa. Bastano due forchette, qualche stuzzicadenti e una bottiglia di plastica.

Buona visione del filmato.

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Una semplice spiegazione del momento angolare (video)

Se sei arrivato a questo post è perché stai cercando una spiegazione semplice del momento angolare. Il momento angolare è una grandezza fisica (quindi una quantità misurabile) che riguarda tutti gli oggetti che presentano un movimento rotatorio. La Terra stessa che ruota attorno al proprio asse, possiede un momento angolare, ma anche la Luna che gira attorno alla Terra o la Terra che gira attorno al Sole e persino il Sole che gira attorno al centro della Via Lattea sono oggetti che possiedono un momento angolare.

In questo breve filmato (poco più di tre minuti) possiamo vedere una semplice spiegazione del momento angolare. Anche se il video è in inglese, si riesce a capire molto bene l’argomento, grazie ai disegni ed ai semplici esempi che vengono mostrati.

Buona visione a tutti.

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