antoniopicco.it

Quando la fisica si imparava con il BASIC

Non solo nostalgia: un programma BASIC dal mio libro delle medie per riflettere su come è cambiata la scuola rispetto agli anni Ottanta e Novanta.

BASIC

In un mio vecchio post raccontavo come mi sono avvicinato ai computer nei primissimi anni Novanta.

Ero un ragazzino e frequentavo la scuola media; il libro di scienze "Natura, scienze, ricerca" scritto da S. Arcidiacono, A. Bressan, M. P. Rigobello con il coordinamento di Mauro Laeng ed edito da Editrice La Scuola (1988) aveva, alla fine di alcuni capitoli, delle pagine dedicate all'uso del computer. Lo scopo era familiarizzare con la macchina e con almeno un linguaggio di programmazione. In quegli anni, il linguaggio più semplice e più diffuso era il BASIC.

Chi aveva a casa un Commodore 64 poteva provarci da solo.

Condiviso su Facebook

Su Facebook sono iscritto al gruppo BASIC Programming Language, dove si parla di BASIC e di retro-programming con appassionati da tutto il mondo. Ho condiviso il mio ricordo: la foto del listato di un programma in BASIC preso dal mio vecchio libro di scienze della scuola media e la curiosità di sapere se anche altri usavano il computer allo stesso modo a scuola.

Sfogliare quel libro mi ha fatto riflettere su come l'educazione STEM venisse affrontata allora e sul dibattito attuale riguardo la perdita di qualità nell'istruzione.

Il post ha avuto in poche ore 389 reazioni, 101 commenti e 24 condivisioni.

Che cosa fa il programma

Il programma simula il comportamento di un pendolo verticale, costituito da una massa appesa a una molla e soggetta alla forza peso, alla resistenza dell'aria e alla forza elastica, come mostrato schematicamente in figura.

Un millesimo di secondo dopo l'altro, il programma calcola la deformazione della molla, la velocità e l'accelerazione della massa, la risultante delle forze ecc. Lo fa in un loop infinito. Di seguito il listato del programma.

Per vedere come funziona su un Commodore 64, cliccate qui e vi ritrovare su un emulatore online.

Breve spiegazione del codice

Nelle prime righe sono dati i parametri del pendolo, cioè la massa M = 0,050 kg, la costante elastica della molla K = 13,24 N/m, la resistenza dell'aria R = 0,02 N·s/m (per ipotesi, la forza resistente è proporzionale alla velocità), l'intervallo di tempo dopo il quale ricalcolare le grandezze fisiche in gioco DT = 0,001 s, l'accelerazione di gravità G = -9,8 m/s² con cui calcolare la forza peso FP. Quindi, sono definite le condizioni iniziali: molla a riposo con deformazione nulla, cioè H = 0 m, e velocità iniziale nulla al tempo zero, cioè V = 0 m/s al tempo T = 0 s.

Il comando CHR$(147) nel Commodore 64 ripulisce continuamente lo schermo ad ogni ricalcolo e, secondo me, rende difficile la lettura dei dati in output.

Per ogni incremento di tempo DT sono ricalcolate la forza elastica FE, la forza di resistenza dell'aria FR, la risultante delle forze F, l'accelerazione A, la velocità V e la deformazione della molla H. Il programma approssima che la velocità sia costante durante quel millesimo di secondo di incremento temporale.

Infine, stampa a video i risultati. Non c'è il tempo per leggerli, perché la riga 280 GOTO 170 rimanda al comando CHR$(147) che ripulisce lo schermo.

Si genera un ciclo infinito, come già osservato.

Su un foglio di calcolo

Ho implementato le stesse istruzioni su un foglio di calcolo e ottenuto il seguente grafico che mostra come varia la deformazione della molla (cioè l'ampiezza delle oscillazioni) al variare del tempo. Si intuisce l'andamento smorzato delle oscillazioni, la cui ampiezza di riduce via via, fino ad assestarsi al valore H = -0,04 m circa, cioè attorno alla posizione di equilibrio.

La riflessione sulla qualità dell'istruzione

Un utente dagli USA si meraviglia di vedere trattate queste cose in una scuola media e lamenta il declino degli standard educativi negli ultimi 40 anni. Alla scuola media non trattavamo questi argomenti di fisica con l'approccio di un liceo, ma neanche con la semplificazione di Art Attack. Il BASIC è stata per me più una scoperta personale che didattica, però senza lo stimolo del libro forse non mi sarei mai messo al computer.

Nel rispondergli, anche io dico di constatare un calo nel livello educativo, specialmente nella scuola media.

Un altro utente dal Regno Unito trova che le oscillazioni di un pendolo e una simulazione al computer siano di un livello troppo avanzato per i ragazzini di oggi.

Questo piccolo frammento di codice non è solo un ricordo personale, ma uno spunto per riflettere sull'evoluzione dell'insegnamento, della programmazione e del nostro rapporto con la tecnologia. Voi che ricordi avete? Avete mai digitato programmi simili? Raccontatemi nei commenti!