Navigare con la matematica

Ci immaginiamo il perfetto “lupo di mare” come un uomo rude e poco istruito, con la pelle resistente al sole, al vento e alla salsedine, con lo stomaco a prova di rollio e beccheggio, che affronta impavido le tempeste più spaventose ed è capace di adattarsi a qualunque situazione. In realtà, per sopravvivere in mare servono molte conoscenze scientifiche in diversi campi come l’astronomia, la fisica, la matematica, la cartografia, la meteorologia, etc.

Cominciamo dalla misura della velocità delle imbarcazioni tramite il solcometro, uno strumento citato anche nel romanzo Moby Dick di Herman Melville. Anticamente, il calcolo veniva effettuato da due marinai posti a poppa dell’imbarcazione. Uno doveva lanciare in mare la sagola, una corda con dei nodi posti ad una distanza fissa di circa 15,43 m, alla cui estremità era legato un travetto di legno per creare opposizione all’acqua. Il marinaio doveva contare quanti nodi attraversavano le sue dita, mentre un altro teneva il tempo usando una clessidra da 30 secondi.

Dato che 15,43 m sono 1⁄120 di miglio marino (= 1.852 m), mentre 30 secondi sono 1⁄120 di ora, il conteggio dei nodi passati tra le dita del marinaio, in trenta secondi, corrispondeva alla velocità della nave. Quindi, ogni nodo filato nei trenta secondi della clessidra corrispondeva ad una velocità di un miglio nautico all’ora e, ad esempio, contare 3 nodi in 30 secondi significava che la nave percorreva 3 miglia marine all’ora.

In pratica, l’utilizzo del nodo e del miglio marino in ambito nautico sono convenzioni matematicamente giustificabili e utili, specialmente se si considera che la posizione della nave è data dalla longitudine e dalla latitudine che si misurano in gradi, primi e secondi.

Dall’utilizzo del solcometro deriva il “nodo”, che è l’unità di misura della velocità nautica. Non è un’unità di misura del Sistema Internazionale, ma è usato in meteorologia e per la navigazione nautica ed aerea perché equivale semplicemente ad un miglio nautico all’ora (1.852 m/h) e la sua abbreviazione è kn o kts (dall’inglese knots). Il miglio marino, 1.852 m, a sua volta, corrisponde alla lunghezza dell’arco di circonferenza massima (equatore o meridiano) sulla sfera terrestre sotteso da un angolo al centro della terra di ampiezza pari a 1 primo (1⁄60 di grado sessagesimale).

Vediamo se riusciamo a dimostrarlo con un calcolo: il raggio terrestre è circa 6370 km, per cui la circonferenza espressa in metri è 2π * 6.370.000 m = 40.003.600 m. Analogamente, la circonferenza terrestre espressa in minuti è 360° * 60’ = 21.600’. Quindi, 40.003.600 m / 21.600’ = 1.852 m. Come dice il Prof. Sergio Giudici nel suo libro “Fare il punto” (Mondadori Università, 2016),  l’uso del miglio marino “facilita le operazioni di carteggio perché risulta immediato il fattore di conversione tra angoli e distanze: 1 minuto di latitudine o longitudine corrisponde ad un miglio marino, 1 grado di latitudine o longitudine a 60 miglia marine e così via.”

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Informazioni su elenacosi

Insegnante di Scienze Naturali (Biologia, Chimica, Geologia, Astronomia) presso la scuola secondaria superiore
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