Il galleggiamento. Attività n.1 Storie di pesci, bambini e zattere. Attività n.2 Il gioco del galleggia non galleggia

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1 Il Approccio fenomenologico, prima parte Ipotesi di lavoro per il laboratorio di didattica della fisica nella formazione primaria 1 2 Attività n.1 Storie di pesci, bambini e zattere Richiamo di esperienze personali Attività n.2 Il gioco del galleggia non galleggia Osservazione del di giocattoli, oggetti di uso comune, frutta. Lettura di storie Visione i film o cartoni Definizione operativa del 3 4 Attività n.3: Costruiamo una zattera e un sottomarino Costruzione di prototipi di oggetti che galleggiano e di oggetti che affondano. Materiali bottigliette di plastica, pop-corn sabbia scotch I Giochetti archimedei di Galileo 5 Approccio fenomenologico, seconda parte GALLEGGIA, E PERCHE? 1

2 Attività n.1: La nave e il sassolino natura degli oggetti (la nave galleggia perché è stata costruita apposta così) vuotezza (il sasso è pieno, la nave è vuota). grande/piccolo, non ci aiuta Attività n.2 La nave affonda? Il palloncino vola! Pesante/leggero ci aiuta? Acqua, aria, vuoto, pieno 7 8 Attività n.3: materiali che galleggiano L approccio proprietà dei materiali Classifichiamo i materiali secondo la loro proprietà di galleggiare PERCHE 9 1 Attività n.1 Galleggia o non galleggia L attività prevede l esplorazione del comportamento di diversi oggetti di uso comune, dei quali prima si prevede e poi osserva il comportamento. Si stimola attraverso domande l individuazione delle variabili che determinano il 11 Attività n.2 Le variabili in gioco nel Lo fa galleggiare il suo peso? Oggetti di peso diverso il più pesante va sempre a fondo? Oggetti dello stesso peso Il più grande va sempre a fondo? Stessa massa volume diverso Materiali diversi 12 2

3 Attività n.2 Le variabili in gioco nel Lo fa galleggiare il suo volume? Oggetti di volume diverso Il più grande va sempre a fondo? Oggetti dello stesso volume Attività n.2 Le variabili in gioco nel oggetti dello stesso volume Masse diverse Materiali diversi Attività n.2 Le variabili in gioco nel Lo fa galleggiare la forma? Oggetti della stessa forma Attività n.3: Misura della densità Massa, volume e forma non bastano. Consideriamo materiali omogenei e scopriamo che Oggetti dello stesso materiale ma di forma diversa esiste una grandezza che resta uguale per ogni massa e/o per ogni volume 15 1 L acqua: misuriamo volume e peso L olio: volume e peso V (ml) P (g) massa (gr) acqua Cosa resta uguale? Come descrivi il grafico? L acqua è un caso particolare? O funziona pure con l olio? V (ml) P (g) massa (gr) olio

4 La densità La massa ed il volume di un materiale omogeneo sono direttamente proporzionali. La costante di proporzionalità è la DENSITA massa densità = volume 19 Piombo, ceralacca e silicone densità piombo V (ml) P (g) D (g/ml) , solidi 4 4 1, 9 15, 1 densità ceralacca 8 V (ml) P (g) D (g/ml) , , , densità silicone V (ml) P (g) D (g/ml) 1, 12,, 22 12,5 massa (gr) 2 Attività n 4: Densità e La linea del Pippo massa (g) piombo AFFONDA olio ceralacca linea dell'acqua GALLEGGIA massa (g) 1 piombo 8 AFFONDA 4 acqua 2 ceralacca silicone Linea Dell'olio GALLEGGIA silicone Attività n.1 Eureka! Eureka! Approccio equilibrio dei corpi Vitruvio nel De architectura racconta una storia di artigiani che beffano i re e di scienziati che svelano l inganno QUANTO

5 Attività n.2 Corpi senza peso Un corpo immerso in liquido pesa di meno? Attività n.3: Perché nasce la spinta Ma la legge di Stevino P=P +ρgh afferma che La pressione in profondità è maggiore 25 2 Attività n.3: Perché nasce la spinta Attività n.4: quanto si immerge un corpo che galleggia Una banalità: l acqua galleggia, perché pesa Per gli altri corpi dipende dal peso Il peso del liquido spostato è uguale al peso del corpo, ma non sempre i volumi sono uguali Un problema classico Su una barca che galleggia in una piscina. si trova un pesante oggetto di metallo. Quando questo oggetto viene gettato dalla barca ed affonda nella piscina, il livello dell acqua delle piscina resterà uguale, si innalzerà o si abbasserà?

6 Interpretiamo un gadget scientifico Il termometro di Galileo Il problema dei 5 cubi Nella figura sono mostrati 5 cubetti, numerati da 1 a 5 dal più leggero al più pesante (M1<M2<M3<M4<M5). I cubetti numero 2 e numero 5, immersi in un liquido, si posizionano come mostrato nella figura. Immagina di immergere nel liquido i restanti cubetti e disegna la posizione che prevedi occuperanno. Spiega brevemente il perchè Soluzioni possibili Il problema dei due cilindri Figura 1 Nella figura 1 sono mostrati due contenitori pieni d acqua fino allo stesso livello e due cilindretti di uguali dimensioni, uno di alluminio, l altro di ottone. Il cilindro di alluminio pesa di meno del cilindro di ottone, entrambi affondano. La figura 2 mostra i due cilindri immersi nei rispettivi contenitori ma non mostra quale sia il reale livello dell acqua. Correggi la figura 2 disegnando il livello al quale ti aspetti che si trovi l acqua dopo aver immerso ciascuno dei cilindri nel rispettivo contenitore e commenta. Figura

7 TRE APPROCCI POSSIBILI FENOMENOLOGICO GALLEGGIA, E PERCHE? IL GALLEGGIAMENTO PROPRIETA DEI MATERIALI QUANTO EQUILIBRIO DEI CORPI Il primo approccio: fenomenologico per i bambini della scuola dell infanzia e della primaria (primo ciclo) Obiettivi formativi Sviluppare la capacità di osservazione Sviluppare l uso del linguaggio come strumento di comunicazione Obiettivi specifici definire operativamente (descrivere verbalmente) il osservare gli oggetti e classificarli nelle categorie: grande/piccolo pesante/ leggero che affonda/che galleggia mettere in relazione le categorie di oggetti e di materiali con il loro comportamento in acqua 39 Il secondo approccio: proprietà dei materiali Per i bambini del secondo ciclo della primaria e per la secondaria di primo grado Obiettivi specifici definire operativamente le grandezze volume e peso riconoscere la grandezza densità come rapporto fra peso e volume potenziare il ragionamento proporzionale attraverso la lettura di tabelle e grafici mettere in relazione la densità dei materiali con la densità dell acqua (olio) e dedurne il comportamento 4 Il terzo approccio: equilibro dei corpi Per i ragazzi delle secondarie e per noi! Obiettivi specifici: modellizzare il principio di Archimede misurare con il dinamometro la forza di spinta misurare il volume del fluido spostato e metterlo in relazione con la spinta comprendere il ruolo della pressione nella spinta saper determinare il volume di liquido necessario per mantenere in equilibrio un corpo di cui si conosce il volume e la densità 41 7

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