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Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – proporzioni – Lezione 4

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Il rapporto tra

12 e 3 è 12:3 =4

il rapporto tra

8 e 2 è 8:2=4

Poiché i due rapporti sono uguali possiamo scrivere:

12:3 = 8:2

L’ugiaglianza scritta si chiama proporzione e si legge:

12 sta a 3 come 8 sta a 2

Diciamo che:

La proporzione è l’uguaglianza di due rapporti.

In altro modo:

Quattro numeri assegnati in un certo ordine formano una proporzione se il rapporto fra il primo e il secondo è uguale al rapporto fra il terzo ed il quarto.

Ad esempio, i numeri 6, 3, 8 e 4 nell’ordine dato formano una proporzione, perché il rapporto fra il primo e il secondo 6:3=2 è uguale al rapporto fra il terzo e il quarto 8:4. Possiamo quindi scrivere:

6:3 = 8:4

I quattro numeri di una proporzione si chiamano termini della proporzione e precisamente 1°, 2°, 3° e 4° termine a cominciare da sinistra:

  • antecedenti di una proporzione sono il 1° ed il 3° termine;
  • conseguenti di una proporzione sono il 2° ed il 4° termine;
  • estremi di una proporzione sono il 1° ed il 4° termine;
  • medi di una proporzione sono il 2° ed il 3° termine;

Il quarto termine di una proporzione prende il nome di quarto proporzionale dopo gli altri tre nell’ordine.

Ad esempio nella proporzione:

6:3 = 8:4

i numeri 6, 3, 8, 4 sono i termini e precisamente, nell’ordine: il 1°, il 2°, il 3° e il 4° termine.

  • 6 e 8 sono gli antecedenti;
  • 3 e 4 sono i conseguenti
  • 6 e 4 sono gli estremi;
  • 3 e 8 i medi
  • 4 è il 4° proporzionale dopo 6, 3 e 8

Una proporzione si dice continua se ha i medi uguali.

Le seguenti proporzioni sono continue:

12:6=6:3

18:12=12:8

In una proporzione continua il termine medio si dice medio proporzionale fra gli estremi; l’ultimo termine si dice terzo proporzionale dopo i primi due. Nella proporzione

a:b = b:c

b è il medio proporzionale fra a e c; c è il terzo proporzionale dopo a e b.

Proprietà fondamentale delle proporzioni

Data la proporzione

12:6=8:4  (1)

cioè

[pmath size=12]12/6=8/4[/pmath]

riduciamo le due frazioni allo stesso denominatore, assumendo come tale il prodotto 6 x 4 dei loro denominatori. Abbiamo:

[pmath size=12]12*4/6*4 = 8*6/4*6[/pmath] cioè [pmath size=12]12*4/24 = 8*6/24[/pmath]

e poiché due frazioni uguali, aventi uguali denominatori devono avere uguali anche i numeratori, abbiamo dall’ultima uguaglianza:

[pmath size=12]12*4 = 8*6[/pmath] (2)

Si può notare che il primo membro della (2) è il prodotto degli estremi della proporzione (1) e che il secondo membro è il prodotto dei medi. Abbiamo quindi la seguente proprietà, detta anche proprietà fondamentale delle proporzioni:

in ogni proporzione il prodotto dei medi
è uguale al prodotto degli estremi

A titolo di esercizio si considerino le seguenti proporzioni:

[pmath size=12]20:10=6:3[/pmath]
[pmath size=12]20*3=10*6[/pmath]

[pmath size=12]15:10=3:2[/pmath]
[pmath size=12]15*2=10*3[/pmath]

[pmath size=12]a:b=c:d[/pmath]
[pmath size=12]a*d=b*c[/pmath]

La proprietà fondamentale ha la sua inversa:

quattro numeri, dati in un certo ordine, formano una proporzione se il prodotto del primo per il quarto è uguale al prodotto del secondo per il terzo.

Come esempio prendiamo i quattro numeri:

3, 5, 9, 15

poiché abbiamo:

[pmath size=12]3*15=45 e 5*9=45, cioè 3*15=5*9[/pmath]

ne consegue la proporzione:

[pmath size=12]3:5=9:15[/pmath]

Segnalazioni: Il Laboratorio di Gianni Mastropaolo

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Oggi vi segnalo lo splendido lavoro di ricerca didattica dell’amico Gianni Mastropaolo che recentemente ha messo on-line il suo nuovo sito in cui raccoglierà la documentazione dei suoi corsi. Ma di cosa parlerà Gianni?

Prevede di offrire un aiuto graduale per imparare a programmare un computer, per poi passare a realizzare piccole applicazioni di logica programmata facendo uso di un linguaggio di programmazione facile da apprendere come Scratch per poi passare ad una sua versione modificata, “S4A”, per consentire l’uso della scheda “Arduino uno” utilizzata per interfacciare dati in ingresso ed in uscita tramite l’uso di componenti elettronici.

Potete visualizzare un breve filmato delle sue attività seguendo il link.

Verranno proposte inoltre applicazioni che usano la scheda “Arduino uno” programmata nel suo ambiente di sviluppo appositamente messo a disposizione.

Quindi vi invito ad iscriversi al suo sito che potrebbe essere un ulteriore strumento di ricerca e studio per chi si avvicina per la prima volta alla programmazione o al mondo Arduino.

Note:
Gianni oltre ad essere un amico è stato insegnante di materie tecniche (impianti elettrici, elettronica…), Preside di istituo Tecnico e Liceo, ma soprattutto un “maker didattico”, quindi uno sperimentatore di nuove forme di apprendimento.

Arduino Day is a worldwide event to celebrate its 10th year of life

Ricevo da Arduino la seguente segnalazione che volentieri pubblico:

Arduino Day is a worldwide event to celebrate its 10th year of life. It’s a day of official and self-organised gatherings bringing together people interested in Arduino to meet, share experiences and learn in their local areas.

Arduino invites Arduino user groups, makerspaces, hackerspaces, fablabs, associations, studios, educators, newbies and pro to take part to a day of celebration.
Every Arduino Day event is modular. All over the world, organizers plan different types of activities according to different audiences and skills. People can participate as organisers or  participants. Whether people are an experienced or a newbie, an engineer or a designer, a maker or a crafter, Arduino Day is a great way to celebrate Arduino and how you use it.

On the Arduino Day website, ArduinoDay.tv, organizers can submit their proposal and once approved they will receive a Digital Kit, a Discount Code for the Arduino Store and the community event will appear on the Map.
The call will close 15th March 2014.

The epicentre of Arduino Day will be New York: during friday night, we’ll share inspirational stories at IDEO New York; saturday at ITP: intro to Arduino room, hands-on and cooking-show style demos and project gallery with Massimo Banzi and Tom Igoe, Arduino co-founders. Massimo and Tom will be talking and interacting with people and seeing what nice things people do with Arduino. Finally, there’ll be an hangout on air with Massimo Banzi at Adafruit office in New York (10 pm).

Everyday new events are going to appear. We suggest you to keep an eye on the map ArduinoDay.tv

ARDUINODAY_720x300

Press pictures https://db.tt/gFkbwN62

Press contact press@arduino.cc

Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie

Finalmente una nuova lezione 🙂

Inserisco una lezione sull’uso dei display a 7 segmenti che recentemente ho realizzato con una mia classe 5′, lo scopo è quello di comprendere meglio l’uso dei cicli e il conteggio ed incominciare a capire come creare le librerie.

Mi limiterò ad utilizzare un solo display è questo verrà utilizzato per contare da 0 a 9, dopo di che verrà utilizzato per visualizzare in sequenza solo i numeri pari e poi solo numeri dispari e poi cicli alternati di conteggi pari e dispari, ritengo un buon modo per allenarsi con condizioni e cicli.

Per ultimo illustrerò creare rapidamente una libreria da includere nel proprio codice.

Utilizzerò per questa lezione un display a 7 segmenti a catodo comune e la scelta non è dettata da motivi tecnici ma semplicemente perché nel magazzino della scuola ne abbiamo una scorta notevole 🙂

Innanzitutto vediamo di capire cosa è e come funziona un display a 7 segmenti.

Un display a 7 segmenti è tra i display più usati è realizzato da 7 segmenti ed ciascuno di essi è costituito da uno o più led disposti in modo da ottenere la disposizione indicata nelle figura che segue:

display-7-segmenti-catodo-comune-contenitore

Il dispositivo è detto dual in line. I sette ingressi sono nominati con lelettere dell’alfabeto: a, b, c, d, e, f, g inoltre disponiamo di un’ilteriore ingresso nominato DP (Decimal Point).

Un display viene detto a catodo comune se i 7 catodi dei LED sono connessi insieme e i rispettivi anodi sono disponibili così come rappresentato nella figura che segue:

display-7-segmenti-catodo-comune

Un display viene detto ad anodo comune se i 7 anodi dei LED sono connessi insieme e i rispettivi catodi sono disponibili così come rappresentato nella figura che segue:

display-7-segmenti-anodo-comune

Per poter illuminare un segmento del display è necessario che il corrispondente LED venga attraversato da corrente, ovvero l’anodo deve risultare positivo rispetto al catodo. Ovviamente per limitare la quantità di corrente che attraversa ogni LED ad un valore tra i 10 e i 20 mA è indispensabile inserire una resistenza di limitazione.

Nel caso del display che dispongo, HDSP 5503, si ha per ogni singolo LED:

Inoltre sappiamo che la tensione di alimentazione è di 5V

Possiamo calcolare la resistenza da insierire in serie ad ogni LED:

Anche in questo caso non me ne vorrete se utilizzo una resistenza di valore un po’ più elevato, da [pmath size=12]180 Omega[/pmath] semplicemente perché ne dispongo di un gran numero, avrò una luminosità leggermente inferiore e sicuramente il display mi durerà un po’ di più.

Collegamento del display

circuito

Collegamento reale

circuito-display-7-segmenti

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Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – divisioni – Lezione 3

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Prendiamo in considerazione un caso particolare di divisione, quello tra un numero qualsiasi e lo 0, ad esempio: 7:0

Precisazione. In matematica la divisione per 0 non esiste, però in questa breve richiamo di matematica si vuole mostrare empiricamente cosa accade quando facciamo tendere ad un numero molto piccolo il divisore, cioè il rapporto aumenta sempre più. lo scopo quindi non è far comprendere il concetto di limite matematico a +infinito o a -infinito, ma più banalmente che dividere successivamente per un numero sempre più piccolo si ha un numero sempre più grande 🙂
Lo scopo è quello di poter fare calcoli mentali e stime su grandezze, capacità che molto spesso manca negli studenti del biennio.

Fatta la precisazione… 🙂

Analizziamo prima la divisione:

7 : 1 = 7

utilizziamo la rappresentazione geometrica per rendere più chiaro il concetto di divisione.

Il primo numero viene chiamato “dividendo”, il secondo numero “divisore”.

Rappresentaimo il dividendo e il divisore con due segmenti aventi lunghezza proporzionale ed osserviamo quante volte il “divisore” è contenuto nel segmento “dividendo”.

Nel caso di 7 : 1 abbiamo qunto rappresentato in figura, dove possiamo vedere che il segmento [pmath size=12]overline{CD}[/pmath] è contenuto 7 volte nel segmento [pmath size=12]overline{AB}[/pmath].

divisione01

[pmath size=12]overline{AB}=7[/pmath]
[pmath size=12]overline{CD}=1[/pmath]

Nel caso in cui il dividendo fosse molto piccolo, prossimo a 0, la divisione sarebbe: 7 : 0 (concedetemelo matematici)

divisione02

[pmath size=12]overline{AB}=7[/pmath]
[pmath size=12]overline{CD}=0[/pmath]

Quando diciamo che il segmento [pmath size=12]overline{CD}[/pmath] è nullo, matematicamente si intende un numero infinitamente piccolo con i due stremi C e D coincidenti, quindi possiamo dire che questo “piccolissimo” segmento è contenuto un numero infinito di volte all’interno del segmento [pmath size=12]overline{AB}[/pmath].

Possiamo allora scrivere:

[pmath size=12]7/(numero piccolissimo) = numero grandissimo[/pmath]

ed in generale possiamo dire che:

[pmath size=12]n/(numero piccolissimo) = numero grandissimo[/pmath]

Per rendere più evidente il concetto di divisione per numero piccolissimo si provi ad esempio a fissare il “dividendo” ed effettuare divisioni successive con il “divisore” che ad ogni  passo si riduce di una determinata quantità. Riprendiamo l’esempio dei segmenti fatto all’inizio  e riduciamo ad ogni passo la lunghezza del segmento [pmath size=12]overline{CD}[/pmath] di un’ordine di grandezza, ponendo il segmento [pmath size=12]overline{AB}=1[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.1 = 1/0.1 = 10[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.01 = 1/0.01 = 100[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.001 = 1/0.001 = 1000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.0001 = 1/0.0001 = 10000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.00001 = 1/0.00001 = 100000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.000001 = 1/0.000001 = 1000000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.0000001 = 1/0.0000001 = 10000000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.00000001 = 1/0.00000001 = 100000000[/pmath]

[pmath size=12]1 : 0.000000001 = 1/0.000000001 = 1000000000[/pmath]

procedendo in questo modo, riducendo sempre di più il divisore, il risultato della divisione aumenta sempre più.


Note e ringraziamenti.

  • Sax per la richiesta di precisazione sulla divisione per zero.
  • Gianni per le correzioni sulle divisioni successive, segmento AB non 7 ma 1.