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#M-8  Seni e Coseni

(M-7) Trigonometria – A cosa serve?

Il problema di base della trigonometria si presenta grossomodo così:

Vi trovate presso un grande fiume e avete la necessità di conoscere la distanza attraverso di esso – diciamo fino ad un albero sull'altra riva, indicato sul disegno qui a lato dalla lettera C (per semplicità, ignoriamo la terza dimensione). Come lo si può fare senza attraversare addirittura il fiume?

Il tipico modo di procedere è il seguente. Piantate due paletti nel terreno nei punti A e B, e con un metro a nastro o con una catena da geometra misurate la distanza c tra loro ("la linea di base").

 Un vecchio cannocchiale
  da geometra (teodolite).

Quindi rimuovete il paletto in A e sostituitelo con un cannocchiale da geometra come quello mostrato qui ("teodolite"), con una piastra circolare divisa in 360 gradi, che indicano la direzione ("azimuth") in cui il cannocchiale sta puntando. Puntando il cannocchiale, prima sull'albero e poi sul paletto B, misurate l'angolo A del triangolo ABC, uguale alla differenza tra i numeri che avete letto dalla piastra azimutale. Ripiantate il paletto, portate il vostro cannocchiale nel punto B e misurate l'angolo B nello stesso modo.

La lunghezza c della base, e i due angoli A e B, contengono tutto ciò che c'è da sapere sul triangolo ABC – abbastanza, per esempio, per costruire un triangolo della stessa dimensione e forma su un opportuno campo aperto. La trigonometria (trigon = triangolo) era in origine l'arte di trarre le informazioni mancanti mediante puro calcolo. Date sufficienti informazioni per definire un triangolo, la trigonometria permette di calcolare le dimensioni e gli angoli rimanenti.

Perché triangoli? Perché sono i mattoni di base dai quali ogni forma (con confini rettilinei) può essere costruita. Un quadrato, un pentagono o un altro poligono possono essere divisi in triangoli, diciamo da linee rette che si irradiano da un angolo a tutti gli altri.

    Nel mappare un paese, i geometri lo dividono in triangoli e marcano ogni angolo con un "riferimento", che oggi è spesso una piastra circolare di ottone infissa nel terreno, con un una concavità al centro, sulla quale i geometri piazzano le loro aste e cannocchiali (George Washington ha fatto questo tipo di lavoro da adolescente). Dopo aver misurato la linea di base – nell'esempio del fiume – il geometra dovrebbe misurare (come descritto qui) gli angoli che essa forma con le linee dirette verso un certo punto C e usare la trigonometria per calcolare le distanze AC e BC. Queste possono servire come linee di base per ulteriori triangoli, ciascuno dei quali fornisce linee di base per ulteriori due ... e così via, sempre più triangoli triangoli finché tutto il paese è coperto da una griglia che contiene solo distanze conosciute. Più tardi può essere aggiunta una griglia secondaria, suddividendo i triangoli più grandi e marcando i suoi punti con pali di ferro, fornendo ulteriori distanze note su cui tutte le mappe e piante possono essere basate.

    Nel 1843 Andrew Scott Waugh prese in carico il progetto come Geometra Generale, e rivolse una speciale attenzione ai picchi dell'Himalaya a nord dell'India. A causa di nuvole e foschia, quei picchi vengono visti solo raramenti dalle pianure, e fino al 1847 furono effettuate poche misurazioni. Anche dopo che vennero eseguite, i risultati dovettero essere laboriosamente analizzati da "calcolatori" negli uffici degli agrimensori – non macchine, ma persone che eseguivano i calcoli trigonometrici.

    Si racconta che nel 1852 il capo dei calcolatori, Radanath Sikhdar, andò dal direttore del progetto di agrimensura e gli disse: "Signore, abbiamo scoperto la montagna più alta del mondo." Da una distanza di oltre 100 miglia (160 km), il picco fu osservato da sei diverse stazioni, e "in nessuna occasione l'osservatore aveva sospettato che stava vedendo attraverso il suo cannocchiale il punto più alto della Terra." In origine fu denominato "Picco XV" dal progetto, ma nel 1856 Waugh gli diede il nome di Sir George Everest, il suo predecessore nell'ufficio del capo agrimensore. Everest fu quello che commissionò e per primo usò quei teodoliti giganti; essi sono ora in mostra al Museum of the Survey of India (Museo della Agrimensura dell'India) in Dehra Dum.

    Oggi la posizione sulla Terra può essere trovata abbastanza accuratamente usando il sistema di posizionamento globale (GPS) di 24 satelliti in orbite precise, che trasmettono costantemente la loro posizione. Un piccolo strumento elettronico portatile riceve i loro segnali e fornisce la propria posizione entro 10-20 metri (anche più accuratamente per i militari, gli sponsor del sistema). Viene coinvolta una grande quantità di trigonometria, ma tutto è fatto per voi dal computer all'interno del vostro dispositivo intelligente, tutto quello che dovete fare è premere gli appositi pulsanti .

Ora che ne sapete un pò sugli usi della trigonometria, siete invitati ad andare avanti al vero nocciolo.

    Nota: I dettagli sulla scoperta del Monte Everest e l'agrimensura dell'India sono presi da "Who Discovered Mount Everest?" (Chi ha scoperto il Monte Everest?) di Parke A. Dickey, Eos (Transactions of the American Geophysical Union), vol 66, pp. 697-700, 8 Ottobre 1985. L'articolo è ristampato alle pp. 54-59 della History of Geophysics, (Storia della Geofisica) Vol. 4, edita da C. Stewart Gillmor, pubblicata dalla American Geophysical Union (Unione Geofisica Americana), 1990.

    Un resoconto molto leggibile, compresa la storia di William Lambton, il fautore di quella misurazione, può essere trovata in "The Great Arc : The Dramatic Tale of How India Was Mapped and Everest Was Named" (Il grande arco: l'entusiasmente storia di come l'India fu cartografata e l'Everest fu chiamato così) di John Keay, 160 pagine copertina rigida, Harper and Collins, Settembre 2000.

Esplorando Oltre:

Notizie sulla denominazione del Monte Everest.


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Autore e Curatore:   Dr. David P. Stern
Ci si può rivolgere al Dr. Stern per posta elettronica (in inglese, per favore!):
                                stargaze("chiocciola")phy6.org

Traduzione in lingua italiana di Pietro Sauro

Aggiornato al 25 Novembre 2001