Piantine e scala
Sei in gita sulle Alpi con una carta escursionistica in scala $1:25.000$, oppure stai disegnando la piantina della tua camera in scala $1:20$. In entrambi i casi usi lo stesso strumento: un rapporto che lega il disegno alla realtà. Capire come funziona ti permette di calcolare distanze, superfici e perfino volumi reali partendo da un semplice disegno.
La scala di una carta o di una piantina
Se il primo numero è minore del secondo si parla di scala di riduzione (carte, piantine); se è maggiore, di scala di ingrandimento (per esempio $5:1$ per una formica vista al microscopio). La scala scritta come rapporto si chiama scala numerica; esiste anche la scala grafica, un segmento graduato che indica direttamente quante unità reali rappresenta.
Su una carta stradale dell'Italia, la scala indicata è $1:250.000$. Se usi un righello per misurare la distanza tra due paesi e segni esattamente $8\text{ cm}$, quanti…
Su una carta stradale dell'Italia, la scala indicata è $1:250.000$. Se usi un righello per misurare la distanza tra due paesi e segni esattamente $8\text{ cm}$, quanti chilometri separano questi due paesi nella realtà?
Un gruppo di archeologi ha disegnato su un foglio un vaso antico. Nel disegno il vaso è alto $15\text{ cm}$. Se sappiamo che il vaso reale ha un'altezza di…
Un gruppo di archeologi ha disegnato su un foglio un vaso antico. Nel disegno il vaso è alto $15\text{ cm}$. Se sappiamo che il vaso reale ha un'altezza di $75\text{ cm}$, qual è la scala usata dagli archeologi?
Nel plastico di una famosa torre di telecomunicazioni, l'altezza della replica è di $85$ cm. Se sappiamo che l'altezza reale della torre è di $255$ metri, determina la…
Nel plastico di una famosa torre di telecomunicazioni, l'altezza della replica è di $85$ cm. Se sappiamo che l'altezza reale della torre è di $255$ metri, determina la scala numerica semplificata con cui è stato costruito il plastico.
Dal disegno alla realtà, e viceversa
Per le scale di ingrandimento $n:1$ succede il contrario: la misura reale si ottiene dividendo per $n$ la misura sul disegno.
Vuoi fare sul tuo quaderno un disegno della tua nuova tavoletta grafica. La tavoletta ha una lunghezza reale di $30\text{ cm}$. Se decidi di usare una scala di riduzione…
Vuoi fare sul tuo quaderno un disegno della tua nuova tavoletta grafica. La tavoletta ha una lunghezza reale di $30\text{ cm}$. Se decidi di usare una scala di riduzione di $1:3$, quanto misurerà in lunghezza il disegno sul tuo quaderno?
Osservi una scala grafica su una mappa escursionistica in cui un segmento di $1\text{ cm}$ equivale a $500\text{ metri}$ nella realtà. Se il percorso che vuoi fare…
Osservi una scala grafica su una mappa escursionistica in cui un segmento di $1\text{ cm}$ equivale a $500\text{ metri}$ nella realtà. Se il percorso che vuoi fare misura $12\text{ cm}$ sulla mappa, quanti chilometri percorrerai in totale?
Su una mappa escursionistica delle Alpi, la scala indicata è $1:25.000$. Se la distanza misurata con un righello tra il Passo del Moncenisio e il Rifugio Vittorio…
Su una mappa escursionistica delle Alpi, la scala indicata è $1:25.000$. Se la distanza misurata con un righello tra il Passo del Moncenisio e il Rifugio Vittorio Emanuele è di $12,4$ cm sulla carta, quanti chilometri reali dovrà percorrere un gruppo di escursionisti per andare da un punto all'altro in linea retta?
Dalla distanza al tempo di viaggio
Spesso la distanza reale serve per calcolare quanto dura un viaggio. Con la velocità media $v = \dfrac{s}{t}$ ($s$ = distanza, $t$ = tempo, $v$ in km/h) si ottiene $t = \dfrac{s}{v}$. Prima ricava $s$ in chilometri con la scala, poi dividi per la velocità.
Su una carta stradale dell'Italia in scala $1:2.500.000$, la distanza misurata con un righello tra Roma e Napoli è di $14,2\text{ cm}$. Un camion per le consegne parte…
Su una carta stradale dell'Italia in scala $1:2.500.000$, la distanza misurata con un righello tra Roma e Napoli è di $14,2\text{ cm}$. Un camion per le consegne parte da Roma alle $08:00\text{ h}$ e viaggia verso Napoli a una velocità media di $90\text{ km/h}$.
A che ora è previsto che arrivi a destinazione se si ferma mezz'ora a metà strada per riposare?
Una mappa antica ha perso l'indicazione della scala numerica. Tuttavia, mostra una scala grafica in cui un segmento che misura $3,5\text{ cm}$ sulla carta rappresenta…
Una mappa antica ha perso l'indicazione della scala numerica. Tuttavia, mostra una scala grafica in cui un segmento che misura $3,5\text{ cm}$ sulla carta rappresenta una distanza reale di $17,5\text{ chilometri}$.
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Determina la scala numerica della mappa.
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Se due paesi sono separati sulla mappa da $12\text{ cm}$, quante ore impiegherà un ciclista ad andare da uno all'altro a una velocità costante di $24\text{ km/h}$?
Scala grafica e scale di ingrandimento
Nella scala grafica un segmento di lunghezza data sulla carta rappresenta una distanza reale nota. Per usarla, cerca quante volte quel segmento sta nella tua misura, oppure imposta una proporzione.
Per ricavare la scala numerica dalla scala grafica, converti tutto nella stessa unità: se $1\text{ cm}$ equivale a $500\text{ m} = 50.000\text{ cm}$, la scala è $1:50.000$.
Una carta stradale ha una scala grafica in cui un segmento di $2$ cm rappresenta una distanza reale di $15$ km. Se la distanza tra due città su quella carta è di $9,4$…
Una carta stradale ha una scala grafica in cui un segmento di $2$ cm rappresenta una distanza reale di $15$ km. Se la distanza tra due città su quella carta è di $9,4$ cm, qual è la distanza reale in chilometri tra le due città?
Un biologo osserva una formica al microscopio. Nel suo disegno tecnico, la formica ha una lunghezza di $12$ cm. Se la scala del disegno è di ingrandimento $25:1$, qual è…
Un biologo osserva una formica al microscopio. Nel suo disegno tecnico, la formica ha una lunghezza di $12$ cm. Se la scala del disegno è di ingrandimento $25:1$, qual è la lunghezza reale della formica espressa in millimetri?
Un biologo fotografa una piccola formica regina usando una scala di ingrandimento di $5:1$. Se nella fotografia la formica è lunga $45\text{ mm}$, qual è la sua…
Un biologo fotografa una piccola formica regina usando una scala di ingrandimento di $5:1$. Se nella fotografia la formica è lunga $45\text{ mm}$, qual è la sua dimensione reale in millimetri?
Cambiare scala
A volte bisogna passare da una scala a un'altra, per esempio per stampare una mappa più piccola. Il trucco è usare la misura reale, che non cambia, come ponte tra i due disegni.
Hai a disposizione due mappe diverse della stessa zona. Nella Mappa A, la distanza tra due paesi è di $6$ cm e la scala è $1:50.000$. Nella Mappa B, la distanza tra gli…
Hai a disposizione due mappe diverse della stessa zona. Nella Mappa A, la distanza tra due paesi è di $6$ cm e la scala è $1:50.000$. Nella Mappa B, la distanza tra gli stessi paesi è di $15$ cm. Calcola qual è la scala numerica della Mappa B.
Un drone per la sorveglianza forestale percorre una rotta rettangolare sopra un parco naturale. Nel centro di controllo, i tecnici visualizzano la rotta su uno schermo…
Un drone per la sorveglianza forestale percorre una rotta rettangolare sopra un parco naturale. Nel centro di controllo, i tecnici visualizzano la rotta su uno schermo digitale in cui la scala è $1:50.000$. Su questo schermo, il rettangolo misura $12\text{ cm}$ di lunghezza e $8\text{ cm}$ di larghezza. Tuttavia, per il rapporto stampato, devono ridurre la mappa in modo che la lunghezza della rotta misuri solo $4\text{ cm}$.
Calcola:
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L'area reale del parco naturale in chilometri quadrati ($\text{km}^2$).
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La scala numerica che deve avere la mappa del rapporto stampato.
Un'app di mappe su uno smartphone mostra una zona della città. Quando lo zoom è al livello A, la scala è $1:15.000$ e la distanza tra due fermate della metropolitana è…
Un'app di mappe su uno smartphone mostra una zona della città. Quando lo zoom è al livello A, la scala è $1:15.000$ e la distanza tra due fermate della metropolitana è di $6\text{ cm}$. Se l'utente fa "zoom out" finché la scala diventa $1:50.000$ (livello B):
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Qual è la distanza in centimetri tra le stesse fermate sullo schermo?
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Se lo schermo del telefono ha un'area di $80\text{ cm}^2$, quanti chilometri quadrati reali di superficie urbana vengono visualizzati al livello B?
Scala e superfici
La scala $1:k$ moltiplica le lunghezze per $k$, ma le aree per $k^2$, perché un'area è il prodotto di due lunghezze.
Un'alternativa è convertire prima le lunghezze e poi calcolare l'area: se un campo in scala $1:400$ è $25\text{ cm}$ per $15\text{ cm}$, le dimensioni reali sono $100\text{ m}$ e $60\text{ m}$ e l'area è $6.000\text{ m}^2$. Con $k^2$ ottieni lo stesso: $375 \cdot 160.000 = 60.000.000\text{ cm}^2 = 6.000\text{ m}^2$.
La piantina di un campo da calcio comunale è disegnata in scala $1:400$. Nella piantina, l'area occupata dal prato è un rettangolo di $25$ cm di lunghezza per $15$ cm di…
La piantina di un campo da calcio comunale è disegnata in scala $1:400$. Nella piantina, l'area occupata dal prato è un rettangolo di $25$ cm di lunghezza per $15$ cm di larghezza. Calcola l'area reale del campo da calcio in metri quadrati.
Stai progettando la tua "Gaming Room" su una piantina in scala $1:40$. Nel disegno, la stanza ha una superficie di $75\text{ cm}^2$. Hai visto una scrivania…
Stai progettando la tua "Gaming Room" su una piantina in scala $1:40$. Nel disegno, la stanza ha una superficie di $75\text{ cm}^2$. Hai visto una scrivania professionale che occupa una superficie reale di $1,28\text{ m}^2$ e una sedia che occupa $0,6\text{ m}^2$.
Se decidi di collocare la scrivania e due sedie uguali, quale superficie reale resterà libera nella stanza? Esprimi il risultato in metri quadrati ($\text{m}^2$).
Durante un episodio di alte temperature, la Protezione Civile monitora un incendio boschivo attivo mediante un'applicazione di emergenza impostata in scala $1:25.000$.…
Durante un episodio di alte temperature, la Protezione Civile monitora un incendio boschivo attivo mediante un'applicazione di emergenza impostata in scala $1:25.000$. Sulla mappa tattica, la zona bruciata si approssima a un trapezio con basi di $6\text{ cm}$ e $10\text{ cm}$ e un'altezza di $4\text{ cm}$.
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Calcola l'area occupata dall'incendio sulla mappa in $\text{cm}^2$ e, usando la relazione quadratica tra le scale ($\text{Area reale} = \text{Area nel piano} \cdot k^2$), calcola la superficie reale bruciata espressa direttamente in ettari ($1\text{ ha} = 10.000\text{ m}^2$). Giustifica il fattore di conversione utilizzato.
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Sulla stessa mappa tattica, il fronte di avanzamento che le squadre a terra devono attaccare misura un segmento di $12\text{ cm}$. I comandanti chiedono di stampare una scheda tascabile per le squadre su una lamina plastificata il cui spazio utile massimo disponibile è di $15\text{ cm}$. Se si richiede di utilizzare una scala tecnica normalizzata $1:k$ dove $k$ sia un multiplo esatto di $5.000$ ($1:15.000$, $1:20.000$, $1:25.000$, $1:30.000$...), determina qual è la scala di massimo dettaglio (valore minore di $k$) che permette di rappresentare l'intero fronte senza superare i $15\text{ cm}$ e calcola la lunghezza esatta che avrà tale fronte sulla scheda.
Scala e volumi
Un architetto ha costruito un plastico di un nuovo auditorium in scala $1:250$. Il volume totale del plastico è di $0,64\text{ dm}^3$. Sapendo che la densità dei…
Un architetto ha costruito un plastico di un nuovo auditorium in scala $1:250$. Il volume totale del plastico è di $0,64\text{ dm}^3$.
Sapendo che la densità dei materiali reali è diversa, ma il volume resta proporzionale al cubo della scala, calcola il volume reale dell'auditorium in metri cubi ($\text{m}^3$).
(Nota: ricorda che se la scala di lunghezza è $k$, la scala di volume è $k^3$).