Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Accelerometro

La Analog Devices ( 
www.analog.com
 ) produce una serie di "accelerometri"
miniaturizzati. Leggendo il datasheet si apprende che per la calibrazione si
disporra' lo strumento in verticale, fermo, e dunque leggendo si avra' un
valore compatibile con +1g.
Ma allora se il sensore viene lasciato in caduta libera cosa segnerà? 0g?
Ma dunque la definizione di "accelerometro" è corretta? In effetti nel
sistema di riferimento solidale con la Terra quando il sensore misura 1g non
sta accelerando affatto... al massimo si puo' dire che nel sistema di rif.
solidale al sensore si avverte un'accelerazione inerziale di modulo g?
Sono un po' confuso...
Qualcuno ha voglia di chiarirmi un po' le idee? Per la precisione sto
parlando del prodotto ADXL250.
Grazie,
Lorenzo

 > La Analog Devices ( 
www.analog.com
 ) produce una serie di
 > "accelerometri" miniaturizzati. Leggendo il datasheet si apprende che
 > per la calibrazione si disporra' lo strumento in verticale, fermo, e
 > dunque leggendo si avra' un valore compatibile con +1g.
 > Ma allora se il sensore viene lasciato in caduta libera cosa segnerà?
 > 0g?
Questa domanda mi piace un sacco :-)
Martedi' la porro' ai miei studenti (corso "Introduzione alla
relativita' generale").
 > Ma dunque la definizione di "accelerometro" è corretta? In effetti nel
 > sistema di riferimento solidale con la Terra quando il sensore misura
 > 1g non sta accelerando affatto... al massimo si puo' dire che nel
 > sistema di rif. solidale al sensore si avverte un'accelerazione
 > inerziale di modulo g?
 > Sono un po' confuso...
Non te la prendere: stai solo scoprendo il principio di equivalenza,
applicato ai trasduttori elettronici :-))
 > Qualcuno ha voglia di chiarirmi un po' le idee? Per la precisione sto
 > parlando del prodotto ADXL250.
Ora ci provo, ma le specifiche del componente sono l'ultima cosa di
cui abbiamo bisogno: un "accelerometro" si puo' fare con mezzi piu'
caserecci, magari un pendolo, o una pallina e una molla.
Ora ti racconto una cosa: io ho usato pochissimo l'aereo, e una volta
mi e' venuta la curiosita' di stimare l'accelerazione sulla pista,
prima del decollo.
Non avevo strumenti a disposizione, e avevo un po' paura di essere
guardato con sospetto, se mi fossi messo a fare cose "strane"
(comunque era prima dell'11-9, per fortuna...).
Risolsi il problema slacciandomi l'orologio da polso, e usandolo come
pendolo: alla partenza l'orologio si sposto' indietro, forse di 30
gradi, il che corrisponde a un'accelerazione di circa 0.5 g.
(Qualcuno ha dei dati sulle accelerazioni al decollo? Mi pare fosse un
MD-80.)
Ora se immagini l'aereo in volo, a velocita' costante, ma in salita
con pendenza di 30 gradi (cosa che ritengo impossibile, ma solo per
ragionare) che cosa avrebbe detto il mio pendolo?
Esattamente la stessa cosa!
E' questo il principio di equivalenza: non puoi distinguere gli
effetti di un'accelerazione del sistema di riferimento in cui ti
trovi, da quelli di un campo gravitazionale esterno.
Ecco perche' puoi usare il campo gravitazionale terrestre per tarare un
accelerometro: non fa differenza se sei fermo sulla terra, o se ti
trovi in un'astronave nello spazio vuoto, che accelera con accel. pari
a g.
Non so se sono stato sufficientemente chiaro. In caso, chiedi pure.
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 Esattamente la stessa cosa!
Si`, 30 gradi sono proprio tanti! Quello che conta per il pendolo, se 
non ci sono accelerazioni, e` l'angolo di assetto, che dopo il decollo 
puo` arrivare a 20 gradi, ma l'angolo di salita e` minore.
Ciao
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

Franco ha scritto:
 > Mi pare un po' sovrastimata. Gli MD80 hanno un peso massimo al decollo
 > di circa 150000 lb, e la spinta massima per ciascuno dei due motori e`
 > di circa 20000 lb ciascuno, e quindi siamo dalle parti di 0.25 g.
Hai sicuramente ragione.
Tieni conto che
a) sono andato a memoria, ed 'e passato un po' di tempo
b) non e' mica facile stimare l'angolo in quelle condizioni, con un
orologio "a pendolo:" :-)
Percio' posso benissimo aver sbagliato un fattore 2.
 > Si`, 30 gradi sono proprio tanti! Quello che conta per il pendolo, se
 > non ci sono accelerazioni, e` l'angolo di assetto, che dopo il decollo
 > puo` arrivare a 20 gradi, ma l'angolo di salita e` minore.
Giusto anche questo. Non avrei dovuto confondere l'angolo di assetto
con quello di salita :-(
Visto che sai tante cose in materia di aerei, spiegami questo: io
abito proprio in linea con la pista dell'aeroporto di Pisa, e quando
il vento soffia da nord o giu' di li' i piloti preferiscono decollare
contro vento, passandomi sopra casa mia (e sopra parte dell'abitato).
Ora la quota a cui gli aerei passano e' _molto_ variabile: certe volte
sono gia' parecchio alti, altre sono bassissimi (e bisogna tapparsi le
orecchie...)
Possibile che dipenda solo dal carico?
BTW: non c'e' una quota minima per il sorvolo di abitati?
Quando atterrano la differenza e' assai minore, e lo capisco: il
pilota cerca di prendersi piu' pista che puo', e quindi si tiene basso.


 ragionare) che cosa avrebbe detto il mio pendolo?
Beh...perň sulla pista, avverti un'accelerazione superiore a 1.0g in quanto
si somma la componente orizzontale (0.5g) con quella verticale (1.0 g). Se
sali a 30° avverti la solita accelerazione da 1.0 g, la differenza ci
dovrebbe essere.

 a g.
Ma non era più semplice porre uguale a "zero" il valore rilevato a riposo
(cioè l' 1g)? In fin dei conti non è come in un moto di oscillazione intorno
a un punto che non è l'origine? Nell'equazione caratteristica del secondo
ordine viene una costante che posso eliminare compiendo una traslazione
degli assi.
Erro?
Ered Luin

 Ma allora se il sensore viene lasciato in caduta libera cosa segnerà? 0g?
Esattamente, almeno appena comincia a cadere. Poi inizia
a farsi sentire l'effetto dell'aria e non puoi piu' considerarlo in caduta
veramente libera. Comunque se non ci fosse l'aria effettivamente
l'accelerometro in caduta segnerebbe sempre 0 g fino a quando non si
schianta al suolo. In quel momento segnerebbe un bel picco di g!
Se ti e' piu' comodo per chiarirti le idee, puoi immagnare
quell'accelerometro come una bilancia a molla caricata con un peso.
In effetti e' costruito proprio cosi', una piccola massa fissata
su un supporto elastico e collegata all'armatura di un condensatore,
il tutto su un chip di silicio. Variando la distanza dell'armatura varia la
capacita' e viene misurata la forza.

 pilota cerca di prendersi piu' pista che puo', e quindi si tiene basso.
Non solo punta "all'inizio" della pista (ci sono i punti di mira 
tipicamente a 1000-1500 piedi dall'inizio della pista) ma l'angolo di 
discesa e` praticamente sempre lo stesso, ed e` di 3 gradi. A pisa, 
atterrando da nord non c'e` il sistema di atterraggio strumentale, e 
sulle carte non ho neppure visto l'indicazione delle luci che indicano 
se si e` sul sentiero corretto di 3 gradi, ma anche senza quelli si 
riesce abbastanza bene a stimare una discesa standard.


 piedi dall'inizio della pista)
Una curiosita': ma in aeronautica sono al corrente che esiste il SI, o 
le regole sono stese in metri, kg, litri ecc. e poi convertiti in 
miglia, nodi, libbre, galloni e biolche ad usum delphinii?
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia


--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 miglia, nodi, libbre, galloni e biolche ad usum delphinii?
In aeronautica sono al corrente che piu` sono inusuali le unita`, piu`
volentieri si usano :-).
Il sistema di misura aeronautico cambia addirittura da stato a stato. In
usa ed europa occidentale le quote sono ufficialmente in piedi, le
velocita` in nodi (tranne gli alianti in europa che sono metrici per
tutti gli strumenti). In europa orientale le quote sono in metri, e
quindi gli enti di controllo passando ad esempio dalla germania alla
polonia cambiano le quote assegnate, ad esempio da 30000 piedi a 9000 m.
Le pressioni in usa sono in pollici di mercurio, in europa in
hectopascal. Ognuno fa le normative con un set di unita` e non le
converte. 
In usa le distanze sono date in miglia nautiche, ma la visibilita` al
suolo in miglia statutarie, a meno che non sia misurata con un
trasmissometro, e il tal caso sono in piedi. In italia invece sono
kilometri e metri. La temperatura dell'aria e` in celsius credo in tutto
il mondo (credo). 
Ovviamente vige una sana confusione fra forza e massa, e tutto viene
dato in libbre. 
Per il carburante in usa ci sono galloni e libbre, ma altri stati sono
metrici. Ad esempio un 757 canadese era rimasto senza carburante durante
un volo perche' c'era un sistema inoperativo, e il comandante aveva
sbagliato la conversione fra libbre e kilogrammi (o qualcosa del genere:
il risultato era che aveva usato per il cherosene una densita` di 1.8
kg/l), e aveva imbarcato meno della meta` del carburante necessario.
Questo era dovuto al fatto che la compagnia era passata da poco da
sistema a 12 dita al sistema metrico. Questa vicenda la si trova
ampiamente descritta in rete, cerca sotto "gimli glider".
--
Franco
Um diesen Satz zu verstehen, muß man der deutschen Sprache mächtig sein.

Franco ha scritto:
 > ...
 > Le procedure di partenza di pisa verso nord prevedono una rampa di
 > salita abbastanza ripida (quasi il 7%, rispetto al 5% delle partenze
 > normali). Non so se sia dovuto a ostacoli o per cercare di ridurre i
 > problemi di rumore.
L'ostacolo c'e': e' il Monte Pisano, che arriva a circa 900 m, e sta a
poco piu' di 10 km dall'aeroporto. La mia casa sta proprio in mezzo, e
percio' posso dire che la pista punta dritto verso il monte...
In atterraggio gli aerei provenienti da sud virano al di qua del monte.
In decollo virano verso ovest, ma a occhio anche quelli piu' bassi
arriverebbero a passarci sopra.
Il fatto e' che sulla carta stradale che ho la pista non e' segnata, e
non so quanto sia lunga.
Grazie di tutte le notizie.


Franco ha scritto:
 > In usa le distanze sono date in miglia nautiche, ma la visibilita` al
 > suolo in miglia statutarie, a meno che non sia misurata con un
 > trasmissometro, e il tal caso sono in piedi. In italia invece sono
 > kilometri e metri. La temperatura dell'aria e` in celsius credo in
 > tutto il mondo (credo).
Davvero? In USA non usano i Fahrenheit?
 > Ovviamente vige una sana confusione fra forza e massa, e tutto viene
 > dato in libbre.
Mi pare ovvio :)
Pero' diciamo la verita': che succederebbe se si convertissero i
tachimetri delle macchine in m/s?
Si avrebbe una specie di "effetto euro": ve l'immaginate la gente che
si trova un limite di 14 m/s negli abitati?
E i contagiri? rad/s invece di giri/min?


 E i contagiri? rad/s invece di giri/min?
Dentro ai JPL i limiti di velocita` sono in km/h (con numeri "tondi", 
tipo 15 o 20 km/h), e non ricordo se scritto sotto in piccolo ci sono 
anche le miglia all'ora (ma tanto una sonda su marte se la sono persa lo 
stesso :-)).
Ho una immagine di qualche altro posto in cui i limiti di velocita` sono 
anche in km/h ma tradotti con il fattore di conversione corretto, ad 
esempio 5 mi/h 8 km/h. Mi pare che sia nei parcheggi di disneyland, ma 
non ne sono sicuro.
Invece intorno ad atlanta, dopo le olimpiadi, avevo visto le distanze in 
miglia e in kilometri.



Grazie, dopo aver letto il tuo messaggio penso che prendero' piu' spesso 
il treno :-)


 il treno :-)
Anche li` non scherzano: scartamento diverso fra paesi confinanti (fatto 
volontariamente in modo che in caso di guerra il nemico invasore non 
potesse usare le linee con i suoi treni), tensione di lavoro diversa 
(3kV DC in italia, 1,5 kV DC e 25kV 50 Hz in francia, 15 kV 16 2/3 Hz in 
germania e svizzera...), e infine in molti stati i treni circolano a 
sinistra, ma in alcuni a destra :-).
