MATERIALE OCCORRENTE:
• 2 bottiglie di plastica di forma più aerodinamica possibile (es.Uliveto o Boario), così da
limitare gli effetti dell’attrito dell’aria, che osteggierebbero il volo;
• Nastro isolante, per congiungere ogiva e coda con il corpo del razzo, tenere le ali fisse e
rifinire il razzo;
• 1 valvola da cui immettere l’aria nel razzo(es.da camera d’aria delle biciclette);
• Una pompa o un compressore per immettere l’aria. Si consiglia il compressore, per
evitare spiacevoli incidenti con l’acqua emessa durante il volo e soprattutto per una
questione di sicurezza, in quanto vi è maggiore rischio di essere colpiti dal razzo dovendo
pompare con la pompa. Ciò nonostante, se non si ha disponibilità di un compressore,
l’esperimento ha ottimi risultati anche con una semplice pompa;
• Cartoncino colorato per le ali del razzo. Possibilmente, cercando di usare fogli poco
spessi e pesanti;
• Un paio di forbici per ritagliare le bottiglie di plastica;
• Un taglierino;
• Un pennarello per segnare i punti da ritagliare sulle bottiglie;
• 1 litro di acqua, che andrà inserita all’interno del nostro razzo;
• Una scatola di cartone come base d’appoggio per il razzo.
LAYOUT E STRUTTURA VIDEO:
Il video consta di 4 parti: un’introduzione all’argomento; analisi degli oggetti necessari
all’esperimento; la realizzazione del razzo guidata con dei cenni fisici e brevi accorgimenti per
un’ottimale riuscita dell’esperimento; il lancio del razzo. Il video si struttura come un vero e
proprio tutorial, in cui si mostra passo per passo come andare a costruire il razzo. Di
conseguenza, ho optato per un format classico per i video tutorial, in cui vengono mostrate le
scene accellerate della realizzazione del razzo, con della musica in sottofondo, e con la mia
voce registrata che spiega i passaggi da seguire. Nella spiegazione, sono state utilizzate delle
foto prese da internet, e inserite durante il montaggio del video, soprattutto per la spiegazione
del concetto di centro di massa che poteva risultare ostico da spiegare solo a parole.
CONTENUTI DEL VIDEO:
Nel video viene mostrato come costruire, partendo da semplici materiali come bottiglie di acqua,
un razzo perfettamente funzionante, divertente e, se usato in modo cosciente, sicuro. Si opta
per un razzo ad acqua, in quanto risulta il modo migliore per far avvicinare dei giovani ed
inesperti ragazzi all’argomento. Così, chi vuole riprodurre l’esperimento non viene messo di
fronte all’uso di composti chimici che generano esplosioni, che potrebbe originare inconvenienti
ed eventuali lesioni a persone. Per il volo del razzo c’è la necessità di evitare che il razzo abbia
un peso troppo elevato, in quanto a maggior peso corrisponde una maggior forza necessaria
per il volo di quest’ultimo. Questo avviene per il fatto che il razzo, per prendere il volo, necessita
di una forza che vada a superare di intensità la forza di gravità che agisce su questo, che ha
intensità F=mxg(con g=accellerazione di gravità, il cui valore è uguale a 9,81 metri al secondo
quadrato). Questa forza deriverà dal fatto che inserendo aria nella bottiglia che contiene
dell’acqua, bloccata da una valvola come si evince dal video, la prima comprimerà sempre di
più la seconda, fino al momento in cui l’acqua non può più essere compressa, e per il terzo
principio della dinamica(ad ogni forza applicata corrisponde una forza uguale e contraria) essa
agirà contro l’aria con una forza tale da far staccare il razzo dalla valvola e permettergli di partire.
Durante il volo, inoltre, si aggiunge la forza d’attrito dell’aria, che fornisce un attrito di tipo viscoso
in opposizione al volo del razzo. La forza che andremo ad applicare, non sarà una forza
continua, ma fungerà da impulso per permettere il volo al razzo, con la sua intensità che andrà
a diminuire man mano che l’acqua uscirà dal nostro “serbatoio”. Di conseguenza, man mano
che il razzo avanza, troverà l’opposizione dell’aria, e diminuirà progressivamente la sua velocità,
fino a quando l’acqua non sarà esaurita, e la forza peso sommata all’attrito faranno sì che il
razzo arresterà il suo moto verticale verso l’alto, invertendo il suo moto tornando a terra. Per far
sì che il razzo segua un moto verticale, ed evitare che per effetto della forza molto forte impressa
all’inizio il razzo segua traiettorie improbabili ed indecifrabili, è bene posizionare un contrappeso
sulla parte verticale del razzo. Questo perché il razzo, soprattutto a causa della presenza
dell’acqua e delle ali, ha un baricentro molto basso, in quanto la maggior parte del peso è
canalizzato in quel punto. Questo tipo di problema è presente anche in proporzioni molto
maggiori nei razzi spaziali, tanto che per correggerlo gli ingegneri sono costretti ad inserire sulla
punta del razzo strati di metallo più pesanti, e costruire i serbatoi in modo da non gravare solo
sulla parte inferiore. Andando a compensare il peso, si abbassa il centro di massa del razzo, e
il suo volo risulta essere più lineare e decisamente più controllato. Il centro di massa, detto
anche baricentro, come spiegato nel video, è il punto dove si può idealmente immaginare che
risieda la massa dell’oggetto, e che quindi tutte le forze che subisce il corpo agiscano su
quest’ultimo. Esso, nel caso di un corpo con una massa distribuita in modo equo attorno al
centro dell’oggetto, coincide con quest’ultimo. Tuttavia, possiamo vedere il razzo come un
insieme di corpi con masse diverse, non simmetriche rispetto al centro dell’oggetto, ma anzi è
sbilanciato verso il basso. In generale, per calcolare il centro di massa di un oggetto si usa la
seguente formula: xcm= m1x1+m2x2+…+mnxn/m1+m2+…mn , dove m sta ad indicare la
massa di ogni particella, e x la distanza da un punto di riferimento arbitrario.
PROBLEMI E SOLUZIONI:
Diverse sono le situazioni di disagio nella realizzazione dell’esperimento, tra cui le difficoltà nel
maneggiare oggetti da taglio per le bottiglie, che parecchie volte a causa della morbidezza della
plastica deviano la loro direzione, formando dei tagli disomogenei. Tuttavia, la difficoltà
principale risiede nella costituzione della valvola per immettere l’aria. Quella che può sembrare
una parte marginale, è in realtà uno degli aspetti più delicati. Difatti, per permettere alla valvola
di essere inserita a tappare la bottiglia in modo completo senza fuoriuscite, va coperta con dello
scotch isolante. Il problema risiede nel fatto che per permettere il volo del razzo, la valvola deve
essere incastrata a forza nella bottiglia, perciò bisogna misurare con precisione la quantità di
isolante che si appone. Questo perché un’eccessiva quantità causa difficoltà nell’inserire la
valvola, e quando si mette aria il razzo si stacca subito. Una quantità troppo bassa causa invece
lo scivolamento eccessivo della valvola, ed il razzo non decolla. Perciò, bisogna trovare il giusto
equilibrio, e richiede molta attenzione e precisione. Molta attenzione va prestata alla quantità di
acqua inserita nel razzo, che non deve superare il mezzo litro. Per ottenere un effetto più
spettacolare si può usare delll’acqua gasata.
BIBLIOGRAFIA:
https://amslaurea.unibo.it/5360/1/TESI_EHSAN_ESTEKI_piergentili_bozza_1.pdf;
http://www.missilistica.it/?id=36;
libro di testo di fisica, capitolo su fluidodinamica e centro di massa;
https://www.youmath.it/lezione/fisica/dinamica/3002-centro-di-massa.html
PROGETTI PERCORSI 