La chiocciola

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Moderatori: Gianfranco, Bruno

ronfo
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La chiocciola

Messaggio da ronfo »

Voglio proporvi una variante del noto problema della chiocciola ( o della lumaca ... come preferite).

Una chiocciola durante le dodici ore del giorno sale ( senza sosta ) lungo una parete e percorre in tutto 3 metri (Un po' lenta!!!).
Durante la notte dorme ma a causa della attrazione di gravità per effetto del suo stesso peso scivola di un metro verso il basso.
Quando raggiunge la sommità a 25 metri decide di tornare subito al punto di partenza, sempre procedendo di giorno e dormendo di notte.
Quanto tempo ha impiegato ( cioè quanti giorni e quante notti) per compiere il viaggio fra andata e ritorno.
CIAO

Quelo
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Messaggio da Quelo »

Bisognerebbe sapere se la gravità ha effetto anche sulla velocità della chiocciola o solo sul suo "ancoraggio". Analizziamo i due casi:

CASO 1) Gravità ininfluente

Velocità della chicciola: 3 metri in 12 ore sia in salita che in discesa.

Dal 1° all'11° giorno la chicciola percorre 2 metri al giorno, totale 22 metri.
Il 12° giorno percorre 3 metri, raggiunge la cima del muro, si gira e si ferma, durante la notte scende di 1 metro.
Dal 13° al 17° giorno percorre 4 metri al giorno.
Il 18° giorno percorre 3 degli ultimi 4 metri e durante la notte l'ultimo metro

Tempo totale: 18 giorni e 18 notti

CASO 2) Gravità influente

Velocità della chicciola: considerando che la gravità fa scendere la chicciola di 1 metro in 12 ore, la sua velocità reale è di 4 metri in 12 ore, per cui farà 3 metri in 12 ore in salita e 5 metri in 12 ore in discesa.

Dal 1° all'11° giorno la chicciola percorre 2 metri al giorno, totale 22 metri.
Il 12° giorno percorre 3 metri, raggiunge la cima del muro, si gira e si ferma, durante la notte scende di 1 metro.
Dal 13° al 16° giorno percorre 5 metri al giorno.
Il 17° giorno percorre gli ultimi 4 metri in 9 ore e 36 minuti

Tempo totale: 17 giorni, 17 notti, 9 ore e 36 minuti


=== errata corrige ===
Dal 13° al 15° giorno percorre 6 metri al giorno.
Il 16° giorno percorre 5 degli ultimi 6 metri e durante la notte l'ultimo metro.

Tempo totale: 16 giorni e 16 notti
Ultima modifica di Quelo il mar ott 23, 2007 11:02 pm, modificato 2 volte in totale.
[Sergio] / $17$

ronfo
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Messaggio da ronfo »

La gravità influisce sempre ma la risposta , secondo i miei conti, è sbagliata.

Pasquale
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Messaggio da Pasquale »

Sono 16 giorni, se al ritorno percorre 6 metri al giorno: 12 giorni per salire a 25 e tornare a 24 e 4 giorni per scendere da 24 a quota zero.
_________________

$\text { }$ciao Immagine ciao
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ronfo
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Messaggio da ronfo »

Bravo Pasquale; come sempre sei puntuale e corretto.
Infatti , nel primo giornola chiocciola sale di tre metri. Nei successivi cicli notte giorno, di notte scende di un metro e di giorno sale di tre, per cui in ogni ciclo percorre altre due metri. Procedendo in questo modo, alla fine del dodicesimo giorno essa ha percorso 3+2*11=25 metri.
Ora , il peso che trascina la chiocciola verso il basso agisce ovviamente anche di giorno( non solo la notte) per cui se non ci fosse l'azione della forza di gravità la chiocciola di giorno percorrerebbe 3+1= 4 metri; questa considerazione è essenziale nel considerare il percorso che essa effettua in discesa ( e qui sta il tranello che ho cercato, invano , di tenderVi): in questo senso il peso agisce in favore della chiocciola , per cui di notte scende di un metro e di giorno anzichè scendere di 4 metri, come farebbe in assenza di peso , scende di 5 metri.perciò dopo 4 notti ( in cui scende di un metro) e quattro giorni ( in cui scende di 5 metri) la nostra chiocciola percorre 24 metri dei 25 percorsi in salita e nella notte successiva scende (dormendo beatamente) l'ultimo metro ; in tutto quindi essa impiega 16 giorni e 16 notti.
Per analogia si puo pensare ad un nuotatore che faccia un percorso prima controcorrente e successivamente percorra lo stesso tratto con la corrente a favore... ma in questo modo è più difficile cadere nel tranello... del resto non ci siete cascati lo stesso.
CIAO

Quelo
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Messaggio da Quelo »

In effetti c'ero arrivato anch'io (velocità in discesa 5 metri in 12 ore) poi però ho sbagliato a fare i calcoli considerando 4+1 invece che 5+1.
[Sergio] / $17$

panurgo
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Messaggio da panurgo »

tutto questo se la chiocciola non scende in un minuto... buttandosi giù! :twisted:
il panurgo

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delfo52
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Messaggio da delfo52 »

un minuto?
poco più di due secondi !
a meno che il guscio non agisca da paracadute...
o che si soffermi qualche decina di secondi prima di decidersi....

ci sarebbe poi da indagare la dinamica del corpo che cade, non in uno spazio virtuale, ma a poca distanza da una parete verticale.
il rischio principale è quello di sbattere contro la parete. I paracadusti specialisti di simili imprese (base jumpers) sanno come iniziare la caduta in modo da allontanarsi dalla montagna,o dal grattacielo.
Chi non lo sapeva era il sig Branson (quello della Virgin), miliardario inglese, di cui i TG hanno mostrato pochi giorni fa un "tuffo" attaccato ad un elastico a poche decine di centimetri dalla facciata di un edificio di LasVegas; sarà stata una perturbazione di vento; un movimento imprevisto di un arto; l'attrazione gravitazionale; o chissà che cos'altro....fatto sta che ad un certo punto, e ad una notevole velocità, c'è stato un contatto, per fortuna non gravissimo.
Anche la curvatura terrestre ha una certa influenza.
Sporgendo un braccio da una finestra al centosedicesimo piano di un grattacielo a 430 metri di altezza dal suolo, in una città posta al livello del mare, faccio cadere un uovo. L'uovo si schianta sul marciapiede: a che distanza dalla parete dell'edificio (ovviamente verticale) ?
Enrico

franco
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Messaggio da franco »

Rispetto al quesito di Enrico, ritengo manchi un dato: la "larghezza del grattacielo".
Facendo riferimento a questo disegno (non in scala :) )
Immagine
la distanza x dalla base del grattacielo del punto in cui atterra l'uovo si calcola facilmente considerando le similitudini dei triangoli:
(L+b)/(R+H)=(L+x)/R
da cui
x=R(L+b)/(R+H)-L

se considero:
R = 6371005 m (raggio medio terrestre, da Wikipedia)
b = 0,75 m (lunghezza approssimativa del braccio)
H = 430 m (altezza dell'edificio)

x rimane comunque funzione di L (semilarghezza del grattacielo).

Per L=0 m (ma più che un grattacielo sarebbe un altissimo palo) x=0,74991 m (b-x=0,09 mm)
Per L=10 m x=0,74874 m (b-x=1,26 mm)
Per L=20 m x=0,74757 m (b-x=2,43 mm)
e così via...

Certo, se poi vogliamo essere pignoli, si può discutere sul fatto che calcoli il risultato in centesimi di millimetro quando la lunghezza del mio braccio l'ho misurata a spanne ... ma oggi non sono in vena di pignoleggiare :twisted:

ciao
Franco

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franco
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Messaggio da franco »

:oops:
Neanche finito di postare che ho notato qualcos'altro: Enrico diceva che la parete è perfettamente verticale; io invece ho disegnato un grattacielo con l'asse verticale e la parete parallela all'asse!

In effetti, se per tirare su il grattacielo uso il buon vecchio filo a piombo, otterrò pareti verticali ed un grattacielo che si allarga verso l'alto (neanche di pochissimo!).
La distanza a cui cade l'uovo però a questo punto è indipendente da L ed è pari a quella che ho calcolato in precedenza per L=0.

ciao
Franco

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Pasquale
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Messaggio da Pasquale »

E dunque, se il grattacielo è abbastanza largo, o abbastanza lungo, o il braccio è abbastanza corto e le pareti parallele, l'uovo non arriva a terra, ma finisce contro la parete.
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delfo52
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Messaggio da delfo52 »

O DRITTO NELLA PADELLA DELL'INQUILINA DEL SECONDO PIANO, CHE è PROPRIO SOTTO LA FINESTRA....

a PARTE LA STUPIDITà DELLE MIE ELUCUBRAZIONI, RIMANE LA DOMANDA: NEI GRATTACIELI, I PIANI ALTI SONO DAVVERO PIU' ESTESI DI QUELLI VICINI A TERRA? a RIGORE, SE SI USA IL FILO A PIOMBO, LA DIFFERENZA SI VEDE.
c'e' qualche ingegnere edile in ascolto ?
Enrico

franco
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Messaggio da franco »

Non sono un ingegnere edile ma tendo ad escludere che si costruscano grattacieli divergenti!
Ci sarebbero un sacco di problemi pratici da risolvere!
Un grattacielo alto 100 piani = 500 m e con larghezza alla base di 100 m dovrebbe essere largo in cima 100,0078 m.
In tutto sono 7,8 mm di incremento.
Non è un valore irrisorio ma se immagino questo incremento suddiviso per i 100 piani è evidente che non si potrebbero realizzare travi in acciaio per i diversi piani con dimensioni così precise!
Sempre parlando di travi in acciaio, il coeficente di dilatazione termica di tale materiale è pari a 1,1*10^-5.
Con un'escursione termica di 10°C le dilatazioni sono già maggiori degli incrementi usati per compensare la curvatura terrestre; le differenze di misura delle travi fra un piano e l'altro avrebbero valori inferiori rispetto all'effetto della decisione di un singolo inquilino di accendere o spegnere il riscaldamento.
Infine, nelle costruzioni appena appena "grandi" non si usano fili a piombo ma strumenti ottici che fanno riferimento alla verticale del punto di stazione: tutte le verticali tracciate sono parallele a quest'ultima quindi tutti i pilastri sono paralleli fra loro anche se, a rigore, nessuno di loro è esattamente verticale.
Ho anche dubbi che sia possibile, anche con strumenti molto sofisticati ma pur sempre da campo, apprezzare angoli così piccoli: se le due pareti laterali del grattacielo largo 100 metri fossero effettivamente verticali, formerebbero un angolo di 0,0009°!

ciao
Franco

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delfo52
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Messaggio da delfo52 »

credo anche io che i problemi più difficili da risolvere nel costruire un grattacielo siano altri !!!!
sempre a proposito di grattacieli, mi ha sempre colpito il fatto che le due invenzioni "indispensabili" alla loro costruzione siano state quasi contemporanee. Mi riferisco alle pareti portanti in metallo (ghisa-acciaio) e all'ascensore di sicurezza.
Senza la possibilità di "telai" metallici, edificare con soli mattoni o pietre comportava la necessità di pareti sempre più sottili verso l'alto, per alleggerire la struttura, o, per dirla meglio, pareti sempre più grosse verso il basso per reggere il peso delle strutture sovrastanti. il difficile non era costruire edifici alti, ma farli in modo che anche i piani bassi fossero fruibili. A bologna abbiamo la torre degli asinelli, che ha un bel locale abbastanza spazioso a 95 metri di altezza, ma i primi venti metri sono in pratica un unico muro pieno di blocchi di granito, al cui interno si inerpica una scaletta stretta e scomoda...
Dall'epoca dei romani fino alla fine dell'800 non erano praticamente ipotizzabili edifici "utili" più alti di 5, massimo 6 piani.
Guarda caso, corrisponde all'altezza cui è pensabile alzare edifici su cui si debba salire a piedi. Anche potendoli costruire, chi avrebbe mai abitato o lavorato al decimo piano di un palazzo senza ascensore?
La possibilità di accedere con comodità ai piani alti è una "rivoluzione" di cui noi uomini tecnologici rischiamo di non cogliere l'importanza.
Non la coglieva, se vogliamo consolarsi, nemmeno quel genio di A. Gaudì, che a Barcellona ancora nel 1915-20 progettava e costruiva edifici di 5-6 piani senza ascensore. Ne derivavano edifici in cui, a noi sembra strano, ma il piano "nobile" era il primo, e l'attico era riservato ai servizi e agli alloggi per la servitù. (oggi gli ascensori sono stati installati e nell'attico si fanno mostre ed esposizioni)-
Oggi i muri portanti possono essere sottili, ma lo sfruttamento integrale dei piani "sottostanti" è limitato da una grossa serie di strutture di servizio. Pensiamo alle tubature dell'acqua (in salita) e degli scarichi (in discesa), al gas, ai cavi elettrici... credo che in una struttura di 80-100 piani, lo spazio netto utilizzabile ne sia fortemente influenzato.
Ricordo la sensazione che mi fece pensare a questo tipo di problemi quando vidi le torri gemelle di New York nel 1993....
In realtà pensai anche a problemi molto più terra terra, del tipo: chi e come porta la posta ad un edificio di 112 piani pieno di uffici? Equivale all'intero servizio postale di una cittadina di medie dimensioni !
Ancora.Un conto approssimato porta a pensare che in una torre ci siano almeno un migliaio di WC: esiste un deposito centrallizzato di carta igienica? si parla di centinaia di rotoli ogni giorno....
Se ogni giorno ognuno dei 30mila impiegati getta via un pacchetto vuoto di caramelle, tre fazzoletti di carta, un bicchiere di plastica, due fogli di bloc-notes, una biro rotta (per non parlare degli aggeggi da trucco delle donne)...a quanto ammonterà la spazzatura da portar via quotidianamente da un posto simile? se i netturbini fanno uno sciopero, esiste lo spazio per contenere il pattume prodotto da 30mila persone in una settimana?
Adesso che in varie parti del mondo è ripartita la corsa al "tallest building" ci avranno pensato gli architetti che parlano di edifici di 700-800-1000metri?
Enrico

Pasquale
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Messaggio da Pasquale »

Pompare l'acqua a 1000 metri e dare la pressione necessaria, anche sarebbe un bel problema.
Aggiungerei delle vie di fuga, tipo scivolo per bambini, fatte a spirali avvolgenti tutto il grattacielo, oltre una buona dotazione di paracadute, funi, moschettoni, imbracature, ecc.
Naturalmente, per la discesa negli scivoli occorrerebbe anche una dotazione di tute ignifughe da indossare per non bruciarsi il c....
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