Benvenuti alla seconda lezione di INFORMATEMATICA, l'argomento di questa nuova lezione sono i quadrilateri. Con l'aiuto della tartaruga Pitagora imparerete a disegnare quadrati, rombi, rettangoli e trapezi e a calcolare le loro principali informazioni geometriche. 

Per iniziare dovete creare il pannello di controllo dove inserire le informazioni che servono alla tartaruga  Pitagora per disegnare il tipo di quadrilatero scelto.

COME CREARE IL PANNELLO DI CONTROLLO PER DISEGNARE I QUATRILATERI

Per creare un'interfaccia grafica con Python dovete importare la libreria Tkinter con il comando seguente:

import tkinter as tk

Potete utilizzare l'alias tk per usare tutti i widget e le funzioni contenute all'interno di questa potente libreria grafica.

I widget più utilizzati sono: Label, Entry,  Radiobutton,  Checkbutton,  Spinbox,  Listbox,  Button.

Per creare il pannello di controllo che servirà per disegnare i quadrilateri, utilizzeremo i seguenti widget: Label, Spinbox, Checkbutton, Button.

Potete creare la finestra che conterrà i widget con il comando seguente:

 root = tk.Tk()

Ad esempio, il codice Python seguente vi permette di creare una finestra, larga 320 pixel ed alta 360 pixel, di disattivare il suo ridimensionamento ed impostare il titolo che apparirà in alto a sinistra:

root = tk.Tk()
root.geometry("320x360")
root.resizable(False,False)
root.title("Quadrilateri")

COME AGGIUNGERE I WIDGET ALLA FINESTRA TKINTER

Dopo la creazione della finestra tkinter, per aggiungere i widget che servono, li dovete prima creare e poi successivamente con le funzioni pack() oppure grid() li potete collegare.

La funzione pack() dispone i componenti in modo sequenziale, dall'alto verso il basso, permettendo di allinearli in alto, in basso, a sinistra e a destra, aggiungendo l'argomento side, come mostra l'esempio seguente:

root = Tk()
root.geometry('250x150')
button1 = Button(text="Left")
button1.pack(side = LEFT)
button2 = Button(text="Top")
button2.pack(side = TOP)
button3 = Button(text="Right")
button3.pack(side = RIGHT)
button4 = Button(text="Bottom")
button4.pack(side = BOTTOM)
root.mainloop()

La funzione grid() permette di disporre i componenti all'interno di una griglia, indicando la loro posizione attraverso la riga e la colonna.

L'esempio seguente mostra come potete aggiungere alla finestra root alcuni dei widget che vi servono:

root = tk.Tk()
root.geometry("320x360")
root.resizable(False,False)
root.title("Quadrilateri")
varTipo=tk.StringVar(root)
colore=tk.StringVar(root)
chkbt=tk.IntVar(root)
lbl_tipo=tk.Label(root,text="Tipo quadrilatero")
tipo=tk.Spinbox(root, values=["Quadrato", "Rombo", "Rettangolo", "Trapezio"], textvariable=varTipo, command=lambda: abilita_disabilita_controlli_pannello_quadrilateri(controlli_a,controlli_b), state="readonly")
lbl_colore=tk.Label(root,text="Colore del quadrilatero")
colore=tk.Spinbox(root,values=("None", "Blue", "Red", "Orange", "Green", "Yellow", "Violet", "Fuchsia", "Pink", "Deepskyblue", "Aqua", "Lightgreen", "Gold", "Peru", "Black", "Gray", "White"], textvariable=colore, state="readonly")
...
disegna = tk.Button(root, width=19, text ="Disegna", command = lambda:disegna_quadrilatero(varTipo.get(), int(rotazione.get()), int(lato_A.get()), int(lato_B.get()),colore.get(), int(sezione.get()), chkbt.get()))
coord_diag = tk.Checkbutton(root, text='Coordinate e diagonale',variable=chkbt,onvalue=1,offvalue=0)
...
lbl_tipo.grid(row=0,column=0)
tipo.grid(row=1,column=0)
lbl_colore.grid(row=2,column=0)
colore.grid(row=3,column=0)
disegna.grid(row=12,column=0)
coord_diag.grid(row=13,column=0)
...
root.mainloop()

Il comando root.mainloop() visualizza il  pannello di controllo è si mette in ascolto degli eventi prodotti dagli utenti che usano l'interfaccia grafica.

Principalmente le azioni di un utente che sono associate ad un evento sono due: il click del mouse su un pulsante ed il cambiamento del contenuto di un widget, entrambi gli eventi possono essere associati all'esecuzione di una funzione con l'opzione command, come mostra il codice seguente:

disegna = tk.Button(root, width=19, text ="Disegna", command = lambda:disegna_quadrilatero(tipo.get(),int(rotazione.get()),int(lato_A.get()),int(lato_B.get()),colore.get(),int(sezione.get()),chkbt.get())),

quando l'utente clicca sul button disegna viene eseguita la funzione disegna_quadrilatero(...).
 

COME GESTIRE I VALORI ASSEGNATI AI WIDGET

Per gestire i valori contenuti nei widget di tipo input come ad esempio: Entry,  Radiobutton,  Checkbutton,  Spinbox,  Listbox, dovete associare il componente ad una variabile attraverso le opzioni textvariable o variable, come mostrano gli esempi seguenti:

Esempio 1

varTipo=tk.StringVar(root)
tipo=tk.Spinbox(root, values=["Quadrato", "Rombo", "Rettangolo", "Trapezio"], textvariable=varTipo, command=lambda: abilita_disabilita_controlli_pannello_quadrilateri(controlli_a,controlli_b), state="readonly")

Esempio 2

chkbt=tk.IntVar(root)
coord_diag = tk.Checkbutton(root, text='Coordinate e diagonale',variable=chkbt,onvalue=1,offvalue=0)

Le variabili varTipo e chkbt attraverso le opzioni textvariable e variable sono state associate ai widget  tipo e coord_diag, in questo modo attraverso le due variabili potete leggere o assegnare un valore ai due componenti.

Per assegnare o leggere il valore di una variabile  associata ad un widget dovete utilizzare le funzioni: set(valore) e get():

print(chkbt.get())
varTipo.set("Quadrato")

COME ELIMINARE UN WIDGET DA  UNA FINESTRA TKINTER

Per eliminare un widget da una finestra Tkinter,  dovete utilizzare la funzione pack_forget() se il componente è stato collegato con la funzione pack(), altrimenti dovete usare la funzione grid_forget(), come mostra l'esempio seguente:

tipo.grid_forget()
disegna.grid_forget()

Per eliminare velocemente tutti  i  widget di una finestra, potete aggiungere i loro indirizzi ad una lista ed utilizzare un ciclo for per eliminarli tutti con le funzioni grid_forget() oppure  pack_forget(), come mostra la funzione seguente:

#Elimina controlli pannello quadrilateri
def elimina_controlli_pannello_quadrilateri(controlli_a,controlli_b):
    for i in range(len(controlli_a)):
        controlli_a[i].grid_forget()
    for i in range(len(controlli_b)):
        controlli_b[i].grid_forget()

Le liste controlli_a e controlli_b contengono i riferimenti a tutti i widget del pannello di controllo usato per gestire i quadrilateri:

lbl_tipo.grid(row=0,column=0)
controlli_a.append(lbl_tipo)
tipo.grid(row=1,column=0)
controlli_a.append(tipo)
lbl_colore.grid(row=2,column=0)
controlli_a.append(lbl_colore)
colore.grid(row=3,column=0)
controlli_a.append(colore)
lbl_sezione.grid(row=4,column=0)
controlli_a.append(lbl_sezione)
sezione.grid(row=5,column=0)
controlli_a.append(sezione)
lbl_lato_A.grid(row=6,column=0)
controlli_a.append(lbl_lato_A)
lato_A.grid(row=7,column=0)
controlli_a.append(lato_A)

LA GEOMETRIA DEL QUADRATO E DEL ROMBO
Il quadrato ed il rombo hanno le stesse caratteristiche geometriche, l'unica differenza è che il rombo ha un angolo di rotazione iniziale di 45 gradi.
Per disegnare entrambe le figure basta un solo lato:



La diagonale di queste due figure geometriche si può calcolare applicando il teorema di pitagora.

 

Il codice Python seguente mostra come calcolare la diagonale, il perimetro e l'area, sia del quadrato, sia del rombo:

#Importare la libreria math
import math

#Diagonale
d=round(math.sqrt(math.pow(lato_A,2)+math.pow(lato_A,2)),3)

#Perimetro
p=lato_A*4

#Area
a=math.pow(lato_A,2)

Il codice Python seguente mostra come aggiornare i dati dei widget, nel pannello di controllo:

#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
perimetro.config(text=str(p))
area.config(text=str(a))
diagonale.config(text=str(d))

L'angolo alfa adiacente al vertice A, come mostra l'immagine, misura 90°:

quindi la somma degli angoli interni del quadrato e del rombo corrisponde 360°.

#Angolo adiacente al vertice A
val_angolo_A=90
#Calcolo della somma degli angoli interni del quadrato e del rombo
val_angoli_somma=4*val_angolo_A
#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
angolo_A.config(text=str(val_angolo_A))
angoli_somma.config(text=str(val_angoli_somma))

LA GEOMETRIA DEL RETTTANGOLO

Per disegnare un rettangolo occorrono due lati di lunghezza diversa, vi suggerisco di fare in modo che il lato_A sia quello minore ed il lato_B quello maggiore:

Anche in questo caso per calcolare la diagonale del rettangolo si può usare il teorema di pitagora.

Il codice Python seguente mostra come calcolare la diagonale, il perimetro e l'area, del rettangolo:

#Importare la libreria math
import math

#Diagonale
d=round(math.sqrt(math.pow(lato_A,2)+math.pow(lato_B,2)),3)
#Perimetro
p=(lato_A*2)+(lato_B*2)
#Area
a=lato_A*lato_B
#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
perimetro.config(text=str(p))
area.config(text=str(a))
diagonale.config(text=str(d))

Anche nel rettangolo, l'angolo alfa adiacente al vertice A misura 90°:

quindi la somma degli angoli interni del quadrato e del rombo corrisponde 360°.

#Angolo adiacente al vertice A
val_angolo_A=90
#Calcolo della somma degli angoli interni del rettangolo
val_angoli_somma=4*val_angolo_A
#Visualizzazione delle informazioni geometriche calcolate nel pannello di controllo
angolo_A.config(text=str(val_angolo_A))
angolo_B.config(text=str(val_angolo_B))
angoli_somma.config(text=str(val_angoli_somma))

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EDUCATIONAL GAMING BOOK (EGB) "H2O"

Nell'era dello SMART LEARNING e di PYTHON i libri non si scrivono, ma si sviluppano, in questo modo chi studia, può sperimentare ed apprendere contemporaneamente; un libro con queste caratteristiche lo possiamo definire un  Educational Gaming Book (EGB).

"H2O" è un EGB che descrive tutte le caratteristiche dell'acqua, la sostanza formata da molecole di H2O, che attraverso il suo ciclo di vita garantisce la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi del Pianeta. 

L'obiettivo dell'EGB è quello di far conoscere ai giovani le proprietà dell'acqua, sotto molti aspetti uniche, per sensibilizzarli a salvaguardare un bene comune e raro, indispensabile per la vita. 

Per il DOWNLOAD di "H2O" clicca qui.