La NASA pubblica esercizi “spaziali” da risolvere in classe usando il Pi Greco

Il JPL della Nasa ha pubblicato nella sua sezione “Education” alcuni materiali per aiutare gli insegnanti a instillare curiosità per le applicazioni matematiche del Pi Greco

A scuola studiavamo il Pi greco solo per trovare l’area di un cerchio, prima di abbandonare i libri di matematica e dimenticarci della sua esistenza. In realtà gli usi sono innumerevoli, e molto più legati alla nostra vita quotidiana di quanto crediamo. Il Pi greco è fondamentale per calcolare l’angolo dei crateri su Marte, misurare la dimensione dell’ombra che cadrà in Nord America durante l’eclissi totale solare nel 2017, determinare il periodo orbitale della sonda Cassini durante le sue ultime settimane intorno a Saturno, o ancora per trovare la zona abitabile intorno a TRAPPIST-1, una stella recentemente scoperta attorno a cui orbitano sette pianeti, simile al nostro Sistema Solare. Oggi è il Pi greco day, la celebrazione del numero irrazionale che è stato calcolato fino a più di un trilione di cifre, la cui rappresentazione decimale è infinita. L’approssimazione 3.14 è abbastanza precisa, da qui la celebrazione che è stata istituita il 14 marzo, o 3/14. La prima commemorazione è stata nel 1988, e nel 2009 la Camera dei Rappresentanti ha approvato una delibera che ha istituito il 14 marzo come Pi Day. Si tratta di un ottimo incentivo per i docenti ad incoraggiare gli studenti a festeggiare questo giorno, con attività che possono farli studiare e al contempo divertirsi con la matematica: il JPL della Nasa ha pubblicato nella sua sezione “Education” alcuni materiali per aiutare gli insegnanti a instillare curiosità per le applicazioni matematiche del Pi Greco.

 Il Pi Day Challenge della Nasa

 «Gli studenti vogliono sapere come la matematica è usata nel mondo reale» ha detto Ota Lutz, uno specialista di formazione di alto livello al JPL che ha contribuito a creare il Pi Day Challenge. «Si dimostra l’interconnessione di scienze, matematica e ingegneria, fornendo agli insegnanti eccellenti esempi di concetti trasversali in azione e agli studenti la possibilità di risolvere i problemi del mondo reale». Talmente utile e affascinante da essere utilizzato anche dagli ingegneri della Nasa, come dimostrano i problemi online, dati agli studenti in occasione del Pi Day Challenge.

Calcolare i crateri di Marte

I crateri che coprono Marte possono dirci molto sulla pianeta rosso. Studiare il materiale espulso (cioè saltato durante un impatto) può dirci ancora di più. Per il primo problema del Pi Day Challenge, gli studenti utilizzano il pi, l’area e il perimetro di due crateri per identificare l’angolo in cui si è verificato l’impatto. I ricercatori hanno scoperto che l’impatto all’angolo basso crea un modello di materiale espulso insolito intorno ai crateri su Marte. Come parte della ricerca, gli scienziati stanno lavorando per identificare e catalogare questi crateri su tutto il suolo di Marte.

L’eclissi totale di Sole

Il 2017 porta un evento astronomico unico negli Stati Uniti per la prima volta in quasi 40 anni: il 21 agosto, ci sarà una eclissi totale di Sole che attraverserà gli Stati Uniti continentali. A partire dall’Oregon, l’ombra della luna attraverserà il paese a più di 1.000 miglia all’ora, facendo strada verso l’Oceano Atlantico al largo della costa della Carolina del Sud. Nella seconda parte di Pi Day Challenge della NASA, gli studenti utilizzeranno PI per calcolare l’area dell’ombra della Luna sulla Terra.

La missione Cassini

Quest’anno ricorre anche il capitolo finale della storia della missione Cassini della NASA a Saturno. Dal 2004, Cassini è in orbita intorno agli anelli del pianeta, e ha contribuito a migliorare notevolmente la nostra comprensione del secondo più grande pianeta del sistema solare. Dopo più di 12 anni attorno a Saturno, il carburante di Cassini si sta esaurendo, per cui gli operatori della missione hanno ideato un gran finale che porterà il veicolo spaziale più che mai vicino al pianeta. Per evitare che il veicolo spaziale vada a sbattere contro le lune di Saturno, gli studenti utilizzeranno il pi greco per far navigare in sicurezza il veicolo spaziale sulle sue orbite e fargli fare il gran finale.

Le orbite di Trappist-1

Infine, gli studenti si applicheranno su una ricerca molto emozionante nel regno dell’ astronomia: la ricerca di mondi abitabili. La scoperta di pianeti extrasolari – mondi orbita attorno a stelle al di fuori del nostro sistema solare – ha cambiato la nostra comprensione dell’universo. Fino al 1995, non erano nemmeno stati rilevati esopianeti. Ora, con il metodo di transito – dove i pianeti vengono rilevati misurando la luce bloccata mentre passano davanti ad una stella – sono stati scoperti oltre 2300 esopianeti. Questo ha grandi implicazioni nella ricerca della vita al di fuori del nostro sistema solare. Recentemente, gli astronomi hanno scoperto un record di sette pianeti simili alla Terra in orbita intorno a grandezza naturale di una singola stella chiamata TRAPPIST-1. Gli studenti potranno utilizzare il Pi greco per identificare quali di questi pianeti orbitano nella zona abitabile della stella e le zona dove potrebbe trovarsi acqua in stato liquido.

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