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2ª media · Matematica
Aritmetica · Proporzionalità

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.

Conversione di una distanza di 8 cm su una carta in scala 1:250.000 nella distanza reale di 20 km, passando da centimetri a metri a chilometri. 8 cm carta 1 : 250.000 8 cm sulla carta = 2.000.000 cm reali = 20.000 m = 20 km
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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?

ESCALA 1:250 000 A B Distancia en mapa: 8 cm Distancia real: ? km
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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?

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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.

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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.

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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?

Tavoletta reale L = 30 cm Scala 1:3 (÷ 3) Disegno x = ?
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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?

Inizio Fine Mappa: 12 cm Reale: ? km 0 500m 1km 1,5km 2km 1 cm
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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?

N 12,4 cm Passo del Moncenisio Rifugio Vittorio Emanuele SCALA 1:25 000 1 cm sulla carta ➔ 25 000 cm reali Distanza reale: d = ? km
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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.

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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?

Scala 1:2 500 000 14,2 cm (sulla carta) Roma Napoli Partenza: 08:00 Arrivo: ? Sosta 30 min v = 90 km/h Distanza reale = ? km
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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 $17,5\text{ chilometri}$.

  1. Determina la scala numerica della mappa.

  2. 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 $24\text{ km/h}$?

Reale Mappa 0 17,5 35,0 52,5 70,0 km 3,5 cm 12 cm ? km v = 24 km/h t = ? h Paese A Paese B
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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 $1:50.000$.

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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?

Città A Città B 9,4 cm ? km SCALA 0 15 km 2 cm
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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?

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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?

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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.

Cambio di scala: la stessa distanza reale è lunga 12 cm in scala 1:50.000 e 4 cm in scala 1:150.000. 12 cm 1 : 50.000 stessa realtà 4 cm 1 : ? 1 : 150.000 4 cm è 3 volte meno di 12 cm, quindi 1 : 50.000 · 3
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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.

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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:

  1. L'area reale del parco naturale in chilometri quadrati ($\text{km}^2$).

  2. La scala numerica che deve avere la mappa del rapporto stampato.

Schermo digitale Rapporto stampato Scala 1:50 000 12 cm 8 cm Riduzione Scala 1:? 4 cm ? cm Area reale = ? km²
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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):

  1. Qual è la distanza in centimetri tra le stesse fermate sullo schermo?

  2. 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?

1:15 000 6 cm Zoom out 1:50 000 ? cm Area: 80 cm²
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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'area di 75 cm² sulla piantina diventa 12 m² reali applicando il fattore di scala al quadrato. 75 cm² (piantina) · k² 12 m² (reale)

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: $375 \cdot 160.000 = 60.000.000\text{ cm}^2 = 6.000\text{ m}^2$.

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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.

Escala 1:400 25 cm 15 cm
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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 ($\text{m}^2$).

PIANTINA Scala 1:40 75 cm² × 40² Scala delle aree STANZA REALE Area totale = ? m² Scrivania 1,28 m² Sedia 0,6 m² Sedia 0,6 m² AREA LIBERA ? m²
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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 $4\text{ cm}$.

  1. 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.

  2. 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.

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Scala e volumi

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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 $k^3$).

Plastico V = 0,64 dm³ Auditorium reale V = ? m³ Scala k = 250 Volume × 250³
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In sintesi

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