Progetto Pianeta Galileo 2012 MangiareImmaginando. La cucina come laboratorio di Fisica. Prof.ssa V. Poggi Prof. M.Bianucci
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- Dario Ferraro
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1 Progetto Pianeta Galileo 2012 MangiareImmaginando La cucina come laboratorio di Fisica Prof.ssa V. Poggi Prof. M.Bianucci Classe 1ATGC a.s
2 Attività svolte nel progetto Attività organizzative Attività didattiche Attività di laboratorio Produzione del materiale per la mostra Inserimento di alcuni contenuti sul blog MangiareImmaginando 2
3 Attività organizzative La classe scelta per il Progetto è la 1A TGC indirizzo tecnico grafica e comunicazione, composta da 7 ragazze e da 14 ragazzi Alla classe è stato chiesto: La cucina può essere un laboratorio di Fisica? Le idee sono state raccolte, discusse ed infine tradotte in attività didattiche e laboratoriali 3
4 Attività didattiche Dal punto di vista didattico e relativamente al Progetto sono stati affrontati i seguenti concetti: 1. Massa e Peso 2. Densità 3. Pressione 4. Energia 5. Temperatura e calore 6. Conduttori e isolanti termici 7. Le forze 8. Conduttori elettrici 4
5 Attività didattica: Massa e Peso Spesso confondiamo massa e peso! Ad esempio diciamo: Io peso 50kg in realtà la mia massa è 50Kg!!! Massa Peso È la quantità di materia espressa in kg È la forza con la terra attrae una massa cioè un corpo o un oggetto Abbiamo pensato quindi di fare 5
6 Attività di Laboratorio: Massa e Peso Abbiamo raccolto e confrontato le etichette di alcuni prodotti alimentari di uso comune e abbiamo scoperto che bisogna stare ATTENTI ALLE ETICHETTE!!! SBAGLIATE Peso netto totale 350g ESATTE Contenuto 100g Peso sgocciolato 80g 6
7 SBAGLIATE ESATTE 7
8 Attività di laboratorio: Massa e Peso La massa si conserva Massa Peso Varia in base al pianeta dove si trova il corpo Conservazione della massa nei passaggi si stato: Abbiamo preso un bicchiere con 125g di acqua e lo abbiamo messo in frizer. Abbiamo messo sulla bilancia il bicchiere ormai pieno di ghiaccio. La massa del ghiaccio è sempre 125g quello che cambia è il volume. 8
9 125g di acqua stato liquido L aumento di volume ha causato la rottura del bicchiere 125g di acqua stato solido 9 Sensibilità strumento 5g
10 Attività didattica: la Densità La densità di una sostanza è la quantità di materia contenuta in un certo volume Densità = Massa Volume Siamo andati in cucina e 10
11 Attività di Laboratorio: la Densità In un bicchiere abbiamo versato acqua e olio. Osservazione: L olio galleggia sull acqua Spiegazione: l olio ha una densità minore della densità dell acqua! OLIO Densità olio 900 kg / m 3 ACQUA Densità acqua 1000 kg / m 3 1 m 3 contiene 900 kg di olio e 1000kg di acqua! 11
12 Attività di Laboratorio: la Densità In un bicchiere di acqua abbiamo messo alcune gocce di maionese. La maionese è un alimento a base di olio. MAIONESE Osservazione: La maionese galleggia sull acqua Spiegazione: l olio ha una densità minore della densità dell acqua! ACQUA Per fortuna il petrolio galleggia sull acqua! Densità petrolio 790 kg / m 3 12
13 OLIO ACQUA MAIONESE ACQUA 13
14 Attività di Laboratorio: la Densità Cosa succede se metto un uovo in un bicchiere di acqua? Osservazione: L uovo non galleggia in acqua di rubinetto ma galleggia in acqua salata Spiegazione: se sciolgo del sale nell acqua aumento la massa ma non cambio il volume quindi aumento la densità dell acqua. densità dell uovo < densità acqua salata ACQUA SALATA ACQUA Densità acqua 1000 kg / m 3 Densità acqua salata 1030 kg / m 3 14
15 Attività di Laboratorio: Densità e spinta di Archimede Come possiamo riconoscere un uovo fresco da uno ormai vecchio? Osservazione: immergendo in acqua le uova, notiamo che quello fresco va a fondo, quello ormai vecchio tende a sollevarsi dal fondo Spiegazione: nelle uova ormai vecchie si crea una camera d aria sempre più ampia che permette all uovo di galleggiare VECCHIO FRESCO 15
16 Attività di Laboratorio: Densità e spinta di Archimede Come possiamo riconoscere un uovo fresco da uno sodo? Osservazione: quello sodo presenta un guscio più chiaro e fatto ruotare si ferma dopo molto tempo. Se invece faccio ruotare un uovo fresco dopo pochi secondi è già fermo. Spiegazione: Il colore chiaro del guscio è dovuto all ebollizione dell acqua. L uovo fresco ha al suo interno un liquido che frena la rotazione del guscio esterno. 16
17 ACQUA SALATA ACQUA 17
18 Attività didattica: la Pressione La pressione è il rapporto tra la forza che io posso esercitare e la superficie su cui la esercito Pressione = Forza Superficie Siamo andati in cucina e 18
19 Attività di Laboratorio: la Pressione In cucina abbiamo trovato applicazione immediata di questo concetto in uno strumento di uso comune: il coltello. Osservazione: Non è possibile tagliare una fetta di pane con un qualsiasi pezzo di metallo. Mi occorre uno strumento dalla superficie molto piccola quindi un coltello con lama sottile Spiegazione: più sottile è la lama del coltello minore sarà la superficie su cui applico la mia forza maggiore sarà la pressione che esercito 19
20 Attività di Laboratorio: la Pressione Se non voglio sprofondare sulla neve Devo distribuire il mio peso su una superficie ampia Diminuisco la pressione Uso ciaspole o racchette da neve 20
21 21
22 Attività di laboratorio: conduttori e isolanti termici L esperienza ci dice che il caffè servito in tazzina di vetro si raffredda prima rispetto ad una tazzina in terracotta. Verifica sperimentale 1. In laboratorio abbiamo misurato con un termometro senza contatto la temperatura dell acqua calda contenuta in un thermos (t 53 C). 2. Abbiamo versato 100ml di acqua calda in una tazza di terracotta e 100ml in una di acciaio. 3. Abbiamo misurato le temperature (t 49 C). Abbiamo atteso 30 minuti. 4. Abbiamo letto di nuovo le temperature : t acqua terracotta 25 C t acqua acciaio 18 C 22
23 Attività di laboratorio: conduttori e isolanti termici t iniziale acqua 49 C DOPO 30 MINUTI Curve di raffreddamento acqua in terracotta e acqua in acciaio t acqua terracotta 25 C t acqua acciaio 18 C Spiegazione: vetro, acciaio ed i metalli in genere sono conduttori termici quindi di scaldano e si raffreddano in poco tempo; legno, terracotta sono isolanti termici quindi si scaldano lentamente e lentamente si raffreddano 23
24 Materiali: Termometro senza contatto Thermos Contenitore in terracotta Contenitore in acciaio 24
25 25
26 Curve di raffreddamento acqua in terracotta e acqua in acciaio 26
27 Attività didattica: conduttori e isolanti termici Abbiamo esaminato le caratteristiche dei materiali utilizzati in cucina (rame, vetro pirex, acciaio inox, alluminio, terracotta, ghisa) e ne abbiamo sottolineato pregi e difetti. 27
28 28
29 29
30 30
31 31
32 32
33 33
34 Attività di laboratorio: l attrito Abbiamo analizzato le caratteristiche delle spugne usate in cucina per pulire le stoviglie. Le spugnette abrasive hanno una superficie molto ruvida. Sfruttano la forza d attrito per pulire le stoviglie e ci permettono in questo modo di risparmiare detersivo inquinante. A causa della superficie ruvida rischiano di graffiare alcuni oggetti realizzati in alluminio. 34
35 Attività didattica: Pressione e trasmissione del calore Abbiamo analizzato il funzionamento di una caffettiera e abbiamo scoperto che ci sono tanti collegamenti con la FISICA. Ad esempio con il concetto di pressione che si crea all interno della caldaia contenente acqua calda. Inoltre l acqua nella caldaia si riscalda per convezione ovvero si creano delle correnti di acqua calda che si muove verso l alto avendo una densità minore ed acqua fredda che, avendo una densità maggiore, scende e si riscalda a sua volta. 35
36 36
37 37
38 Attività didattica: conduttori elettrici Alcuni cibi possono, per le loro caratteristiche chimiche, condurre cariche elettriche. Per questo motivo possono essere utilizzati per chiudere semplici circuiti. Abbiamo pensato di utilizzare l acqua ma anche il succo degli agrumi come agente conduttore di cariche elettriche. L acqua permette il funzionamento per breve tempo di piccoli oggetti come la sveglia alimentata ad acqua. 38
39 Elettrodo di zinco Serbatoio Acqua 39
40 Il funzionamento della sveglia ad acqua è analogo a quello della Pila di Volta e l acqua svolge il ruolo del cartone imbevuto di sostanza acidula tra il disco di zinco e quello di rame 40
41 Un po di storia L idrocronometro di Vitruvio è un orologio che utilizza l acqua come unica fonte di energia. 41
42 Le attività didattiche e laboratoriali svolte dalla classe 1ATGC nell a.s con la Prof.ssa V. Poggi e il prof. M. Bianucci verranno esposte all interno di una mostra che si terrà presso l ISI Pertini di Lucca Una parte delle attività è stata inoltre inserita sul blog MangiareImmaginando 42
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