Moto parabolico
  • Alex
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    Re: Moto parabolico

    da Alex » mar mar 05, 2019 10:52 am

    Caro Duke,
    trovi i link al filmato della NASA nell'ultimo documento PDF che ho postato. Per semplicità eccoli qui di seguito:

    High definition source: “Nothing so Hidden” (NASA)
    https://moon.nasa.gov/resources/315/apo ... so-hidden/
    Published by NASA: July 12, 2018

    Su YouTube:
    https://www.youtube.com/watch?v=E81SeSIGSrk

    La sequenza interessata riguarda i frame che vanno dal sec 14.42 al sec 14.43.
    All'occorrenza posso fornire estrazione dei 24 frames a massima risoluzione (21 dei quali sono comunque inseriti nel mio PDF con dimensioni ridotte).

    Grazie per l'interessamento.
    A.

  • Duke
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    Re: Moto parabolico

    da Duke » mer mar 06, 2019 12:57 am

    Grazie per i link. Ho guardato la sequenza. Le immagini però sono troppo poco definite per trarre delle conclusioni e non saprei come ricavarne dei fotogrammi. Hai una fonte migliore?
    E' vero che la sabbia cade molto vicina, ma i tempi di caduta sono certamente lunari: 1 secondo per percorrere poco più di 1 metro. Sulla terra la sabbia ci avrebbe impiegato la metà del tempo.
  • Pasquale
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    Re: Moto parabolico

    da Pasquale » mer mar 06, 2019 3:32 pm

    Più che per il tempo, credo che Alex sia preoccupato per il moto complessivo, che non assomiglia, basandoci sui dati del documento, ad un moto parabolico. Ma continuo a pensare sia un problema di definizione del punto di riferimento.

    Ad ogni modo, a parte i miei toni duri dei primi post, il progetto di per se ha senso. Quindi, mi chiedevo, cosa succede se lavorassimo al contrario? Partiamo dall'assunzione che il moto sia parabolico e tracciamo sulle immagini la posizione di un punto che si muova inizialmente con la nube di polvere e che segua un moto parabolico. Per fare questo, suggerirei il seguente approccio:
    Per quanto l'intero metodo mi lasci comunque dei dubbi, credo sia comunque un'assunzione sensata considerare che la nube rimanga compatta per i primi frame, per poi slargarsi per qualsivoglia motivo. Quindi, iniziamo con il tracciare il moto della nube nei primissimi frame. Su un totale di 24 fermoimmagini, diciamo i primi 5.
    Da questi primi 5 fermoimmagini, ricava la velocità orizzontale media con il suo errore e la velocità verticale media con il suo errore assumendo la gravità lunare. Questo dovrebbe darti abbastanza dati iniziali per propagare il moto.
    Proiettiamo poi il moto del punto di riferimento assumendo un moto parabolico. In particolare, calcoliamo la posizione del vertice della parabola e la gittata. Nota che queste quantità avranno degli errori, e mi aspetto che, a causa della propagazione degli errori, le incertezze saranno piuttosto grandi. Ad ogni modo, dovrebbe fornire un'idea di cosa accade.
    Facendo attenzione allo slargamento della nube, vediamo se il moto di questa è compatibile con quanto calcolato.

    Nota che quanto delineato sopra non è né più né meno quello che si fa in fisica: elabora una ipotesi nulla (il moto parabolico) e vediamo se viene violata.

    Che ne pensate?
  • Alex
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    Re: Moto parabolico

    da Alex » gio mar 07, 2019 4:01 am

    Caro Pasquale, la tua proposta è convincente.
    Mi ripropongo di svolgere i calcoli ripartendo dall'inizio: ormai l'ho fatto diverse volte ma non ho ancora analizzato in sequenza i primi 5 frames... Sono d'accordo sul fatto che siano i più attendibili. Cercherò di esporre i risultati senza saltare alcun passaggio in modo che il procedimento sia facilmente verificabile. Metterò a vostra disposizione le fonti e l'excel con i calcoli. Ometterò per il momento di considerare le correzioni prospettiche di cui avevo tenuto conto in precedenza visto che si sono dimostrate trascurabili.

    Nel frattempo, per rispondere a Duke, ho cercato di ricavare dal filmato immagini più definite e ci sono riuscito solo in minima parte perché il filmato è molto carente e purtroppo non credo che esista in rete una fonte migliore. Sto riuscendo però a far emergere la nuvola rispetto allo sfondo utilizzando opportuni filtri... non posso mostrarvi adesso il risultato ma per i nuovi calcoli userò questa tecnica visto che il tutto diventa più leggibile (avrete le nuove immagini nel prossimo documento).

    Qui di seguito i 24 frame della sequenza in formato TIF non compresso, riportati alla proporzione originaria del filmato, ovvero pixel 890 (L) x 589 (h) versione in scala 1:0,81 dell'originale 720 (L) x 480 (h) pixel. Eventualmente ricordo che bisogna aggiustare la linea di vista di -3,6° prima di fare qualsiasi misura.
    A prestissimo.

    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine000.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine001.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine002.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine003.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine004.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine005.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine006.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine007.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine008.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine009.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine010.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine011.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine012.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine013.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine014.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine015.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine016.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine017.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine018.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine019.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine020.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine021.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine022.tif
    http://ilclic.it/Apollo16/Nothing_So_Hi ... ine023.tif
  • Pasquale
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    Re: Moto parabolico

    da Pasquale » gio mar 07, 2019 4:22 pm

    Mi fa veramente piacere la tua intraprendenza, è una caratteristica rara di questi tempi.
    Se vuoi, posso dedicarti uno spazio riservato al quale estranei non abbiano accesso, nel caso tu voglia tenere tutto riservato prima di mostrare i risultati finali. Questo spesso si fa per non farsi rubare l'idea. Chiaramente puoi anche dirmi a chi dare accesso allo spazio (ad esempio Duke?)

  • Alex
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    Re: Moto parabolico

    da Alex » sab mar 09, 2019 2:25 am

    Caro Pasquale,
    io lascerei a tutti gli utenti la possibilità di partecipare a questo lavoro, in modo che chiunque possa verificare i vari passaggi e suggerire criticità, nel più genuino spirito della cooperazione che da sempre caratterizza la rete. Però sei tu l'amministratore del Forum e io mi rimetto alle tue scelte.

    Ho ultimato i nuovi rilievi. Ai seguenti indirizzi ho caricato:
    http://ilclic.it/Big_Muley_studio.pdf (studio - ancora non commentato - con immagini, rilievi e formule)
    http://ilclic.it/MISURE_Big_Muley.xlsx (calcoli)

    - Ho utilizzato le immagini rielaborate per mettere in evidenza la nube di polvere rispetto allo sfondo.
    - Ho scelto una scala che permette di entrare più nel dettaglio con una divisione più fine (1:17,5)
    - Ho fatto le misure direttamente con il cursore di photoshop il quale ha una accuratezza di 0,1 mm, ma ho comunque dichiarato l'errore sperimentale come equivalente alla minima divisione dei righelli (0,5 mm)
    - Il sistema di misura adesso ha la stessa origine del piano cartesiano (anche se purtroppo non è possibile posizionare i righelli lungo lo stesso piano cartesiano)
    - I valori ottenuti con Photoshop sono evidenziati su ogni immagine
    - Ho esteso la raccolta dati ai primi 10 fotogrammi, anche vista l'incertezza sulle prime immagini

    Considerazioni:
    Il moto risultante dai fotogrammi 1-2-3 presenta anomalie rispetto allo sviluppo successivo... Certamente per questi frames si deve tener conto di un errore sperimentale più importante (vista le distanze più contenute), ma soprattutto persiste la spinta del piede che agisce sulle particelle in modo non uniforme determinando probabilmente un moto più scomposto in queste prime fasi del lancio.
    Per il resto dai numeri mi pare di poter dire che ci troviamo di fronte ad un moto rettilineo uniforme sull'asse X e uniformemente accelerato sull'asse Z.
    Ho ritenuto di calcolare Vz0 a partire dal Vz rilevato in ogni tratto e quindi ottenere V0 grazie a Vz0 e Vx. Di conseguenza considero velocità di lancio la media dei valori V0 ottenuti. Corretto?

    Se anche a te pare che l'ipotesi MOTO PARABOLICO non venga violata in questa prima parte della sequenza, direi di terminare la raccolta dati relativi alla parte finale (per quanto più impegnativo a causa della diffusione del getto).
    Altrimenti si può determinare il tracciato del moto con Geogebra a partire da questi dati e vedere se è coerente con quanto nelle immagini successive risulta tangibile.
  • Duke
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    Re: Moto parabolico

    da Duke » sab mar 09, 2019 11:32 am

    Caro Alex,
    ci stai certamente contagiando per la passione e l'accuratezza che poni in questa proposta di studio. Diverse cose non mi sono ancora chiare. Tra tutte stavo riflettendo nuovamente sul fattore tempo.

    Noto che nello studio di Hsu e Horanyi che ci hai segnalato si dichiara un frame rate di 29,97 fotogrammi al secondo. Siamo sempre sulla missione Apollo 16, come mai troviamo nei tuoi conteggi una rate di 24 fotogrammi al secondo? 6 fotogrammi al secondo in meno su 30 possono influenzare il calcolo delle velocità in misura sensibile.
  • Alex
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    Re: Moto parabolico

    da Alex » sab mar 09, 2019 5:35 pm

    Giusta osservazione caro Duke.
    La questione sta in questi termini. Come puoi verificare a pagina 26 di questo documento originale NASA https://www.hq.nasa.gov/alsj/a16/a16.photidx.pdf, tutte le sequenze di EVA 1 (sia la raccolta del Big Muley sia il LRV Grand Prix) sono state girate a 24 fps.
    Poi per adeguare i filmati agli stadard televisivi americani sono stati convertiti in 30 fps. La conversione avviene attraverso la duplicazione di un certo numero di fotogrammi distribuiti lungo tutta la timeline che si aggiungono a quelli già presenti nell'unità di tempo (circa 1 ogni 4 in questo caso)
    Quindi è un problema di periodo di scansione delle immagini e le differenze temporali rispetto agli eventi reali possono influire o meno. Non influiscono quando l'evento A e l'evento B si susseguono in un tempo t = 0,1666 sec (1/6 dell'unità di tempo) e suoi multipli. Influiscono però se l'evento A e l'evento B si susseguono in frazioni di t (differenza di 0,008 sec tra un frame e l'altro con un salto di 0,067 sec rispetto al fotogramma successivo per la presenza di frames duplicati).
    Lo studio del Colorado che è stato sostenuto dalla NASA, sorprendentemente ha lavorato sui filmati convertiti per il circuito televisivo. E' strano che i due ricercatori del Colorado Center for Lunar Dust and Atmospheric Studies non si siano accorti della presenza di frames duplicati nelle sequenze da loro studiate e oltretutto gli autori giustificano la scelta di riferirsi ad un frame rate di 29,97 fps con una nota che rimanda a questo manuale https://www.hq.nasa.gov/alsj/WEC-ColorTV-Manual.pdf il quale però riguarda attrezzatura diversa da quella utilizzata per i filmati in questione (che sono stati girati in 16 mm !!!). Su questa pagina del sito NASA è descritta tutta l'attrezzatura fotografica utilizzata durante la missione:
    https://history.nasa.gov/afj/ap16fj/02photoequip.html

    Non ci sono tracce di conversione nel filmato che ho utilizzato, quindi i fotogrammi da me analizzati dovrebbero rispettare la scansione temporale reale.
  • Pasquale
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    Re: Moto parabolico

    da Pasquale » lun mar 11, 2019 4:18 pm

    Ad ogni modo, un differente framerate genererebbe differenti valori per velocità e accelerazioni, ma la traiettoria, ossia la curva percorsa dalle particelle, rimane la stessa. Quindi quanto meno si può fare un'analisi geometrica della traiettoria. Inoltre, una volta ottenuti i valori di velocità e accelerazione assumendo un framerate di 24fps, possiamo confrontare in particolare l'accelerazione con valori dati, ad esempio con quello nell'articolo suggerito da Alex.

    Per quanto riguarda la mia proposta di spostare questa discussione, Alex, era per darti un po' di "privacy" prima di pubblicare i risultati definitivi, nel caso ne avessi bisogno. Ma se pensi sia meglio tenerla aperta a tutti, per me va bene così. La sposterò soltanto in una sezione più adeguata (Fisica).

    Per quanto riguarda i dati, mi sa che questa settimana per me è off-limits (la settimana scorsa ho dato una prova intercorso per gli studenti, ed i risultati non sono stati entusiasmanti, quindi ora devo pensare a qualche modo per non doverli bocciare). Spero di avere un po' più tempo nelle prossime settimane. In ogni caso, i tuoi ragionamenti sembrano sensati, ed il fatto che tu riesca a trovare un moto rettilineo uniforme orizzontale e uno uniformemente accelerato verticale è incoraggiante.
  • Duke
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    Re: Moto parabolico

    da Duke » lun mar 11, 2019 11:44 pm

    Pasquale: capisco che la questione possa essere considerata accessoria rispetto al lavoro proposto da Alex ma mi risulta difficile pensare che gli studiosi dell'Università del Colorado, con uno lavoro pubblicato da testate così autorevoli e per giunta finanziato da un servizio della NASA, cada sulla buccia di banana della frequenza delle immagini rischiando di inficiare tutta la ricerca.

    Alex: ho visto l'indice delle riprese in 16 mm di Apollo16 e il dato è inequivocabile perchè la fonte è ufficiale. Ho provato anche una certa emozione nel vedere quei documenti ancora scritti a macchina... Però se si scaricano gli allegati dell'Articolo di Horanyi - Hsu si vede che loro hanno analizzato 42 fotogrammi nella prima clip e 47 fotogrammi nella seconda clip, ovvero rispettivamente 1,2 secondi e 1,4 secondi a 30 fotogrammi/secondo. Come avrebbero potuto registrare dati di posizione sempre diversi se nella sequenza ci fossero stati fotogrammi duplicati? Deve esserci una spiegazione.

    Per la geometria della traiettoria mi rimetto alle vostre prossime considerazioni, ma a mio umile parere deterinare il fattore tempo in maniera inequivocabile è fondamentale per rendere credibile l'individuazione del modello di moto.

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