SPRINT. G.Realdon- L.Antonini

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1 SPRINT G.Realdon- L.Antonini

2 L'OMBRA SULLA SUPERFICIE TERRESTRE L attivitàpresentata èstata concepita come un approccio alla geografia astronomica basato su osservazioni facilmente realizzabili all interno o nei pressi dell edificio scolastico Si tratta di ricostruire i moti della Terra partendo dal moto apparente del Sole, come al tempo in cui le comunicazioni erano lente ed era sufficiente guardare il sole per avere idea dell'ora del giorno

3 ATTIVITA PROPOSTA: Individuare un parcheggio che ci permetta di non ritrovare l auto bollente in una giornata estiva Possiamo cosìaffrontare l orientamento e lo studio del moto apparente del Sole durante il giorno e nel corso delle stagioni.

4 DOVE PARCHEGGIARE L AUTO L NEL CORTILE D ESTATE? Per trovare l ombra devo conoscere il moto del Sole Ripeto l esperienza in diverse stagioni Costruisco e posiziono in cortile alcune meridiane Uso uno gnomone Ricostruisco il moto apparente del Sole durante l anno Ricostruisco il modello dall esterno: i moti della Terra e le stagioni Uso l ombra per misurare l ora solare Trovo l ora civile utilizzando i fusi orari e l analemma Individuo i punti cardinali rispetto al cortile Trovo la posizione del parcheggio

5 MODALITÀDI DI COSTRUZIONE DI UNO GNOMONE Due squadrette fissate assieme su un cateto, un paletto su una base di compensato, un foglio di cartoncino piegato. La base disegnata a cerchi concentrici regolarmente distanziati permette di apprezzare meglio le variazioni della lunghezza dell ombra.

6 L ESPERIENZA PERMETTE DI OSSERVARE CHE: l ombra si accorcia fino ad una certa ora e quindi torna ad allungarsi l ora in cui l ombra èpiùcorta si avvicina al mezzogiorno (ora solare) o alle 13 (ora legale); nel momento in cui l ombra èpiùcorta essa punta verso Nord Durante il giorno l ombra dello gnomone si muove in direzione Ovest-Nord-Est

7 DALLO GNOMONE ALLE MERIDIANE Dopo lo GNOMONE possiamo costruire un orologio solare, con cui leggere l ora come si faceva sulle facciate di chiese e palazzi dei secoli passati

8 Si possono scegliere diversi tipi di meridiane, anche con l ausilio di software specifici che ci risparmieranno complessi calcoli astronomici Il modello più semplice èquello della meridiana equatoriale

9 UNA MERIDIANA EQUATORIALE HA: Il quadrante parallelo l'equatore e lo gnomone orientato lungo l asse Nord-Sud. Rispetto al quadrante il Sole compie un giro completo (=360 ) in 24 ore (in media); basta quindi costruire un quadrante circolare e dividerlo in 24 linee orarie ugualmente distanziate tra loro di 15 Lo gnomone (o stilo) va posizionato perpendicolare al quadrante, e quindi parallelo all asse del mondo (l asse Nord-Sud della sfera celeste).

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11 Meridiana equatoriale + orizzontale e verticale Progetto di Rosa M.Ros Il quadrante equatoriale èun cerchio iscritto in un quadrato suddiviso come su esposto (linee orarie ogni 15, al centro, verticale quella delle ore 12; numeri crescenti da Ovest a Est)) Lo gnomone èun doppio triangolo rettangolo con l angolo φ(vedi figura a lato) uguale alla latitudine del luogo (l altro angolo è 90 - φ) I quadranti orizzontale e verticale sono rettangoli le cui dimensioni sono determinate dalle lunghezze dei cateti del triangolo/gnomone. L altezza relativa all ipotenusa èlunga come ½lato del quadrante equatoriale

12 Meridiana equatoriale + orizzontale e verticale Le linee orarie del quadrante equatoriale vanno proiettate sugli altri due quadranti I tagli servono per gli incastri Le proporzioni dei quadranti orizzontale e verticale saranno un po diversi da quelle dello schema, costruito per una specifica latitudine presumibilmente diversa dalla vostra Il quadrante equatoriale va piegato in due: il lato superiore sarà illuminato nel semestre primaveraestate, quello inferiore nel semestre autunno inverno

13 LEGGERE L ORA: L NON ÈCOSÌ IMMEDIATO Posizioniamo la meridiana verso Sud con lo gnomone in direzione Nord-Sud aiutandoci con la bussola Verifichiamo le se ore indicate dall ombra coincidono con quelle dell orologio, ossia dell ora ufficiale in vigore nel nostro paese Noteremo che vi sono quasi sempre differenze, particolarmente ampie nel periodo dell ora legale.

14 DIFFERENZE TRA ORA SOLARE ED ORA LEGALE ORA SOLARE Il mezzogiorno solare avviene in tempi diversi in localitàcon diversa longitudine La durata del giorno solare vero varia nel corso dell anno La causa principale è l orbita ellittica della Terra intorno al Sole

15 DIFFERENZE TRA ORA SOLARE ED ORA LEGALE ORA CIVILE È concordata tra gli stati Èbasata sulla durata del giorno solare medio E utilizzata secondo l ora del fuso orario piùconveniente per ogni paese Per l Italia è centrata sul meridiano 15 E e corrisponde all ora di Greenwich +1

16 PER CONOSCERE L ORA L CIVILE PARTENDO DALLA MERIDIANA ORA CIVILE = ORA DELLA MERIDIANA + CORREZIONE TOTALE Correzione totale =

17 LA CORREZIONE TOTALE PERMETTE DI ANALIZZARE: 1) CORREZIONE PER LA LONGITUDINE La correzione ha segno -per le localitàad Est e segno + per quelle ad Ovest del meridiano di riferimento 2) CORREZIONE PER L ORA LEGALE Bisogna aggiungere un ora nel periodo in cui essa èin vigore

18 3) CORREZIONE PER L EQUAZIONE L DEL TEMPO L equazione del tempo dàla differenza tra il tempo solare ed il tempo medio. Si può ricavare da tabelle o da grafici chiamati analemma, che mostrano l anticipo o il ritardo del Sole per ogni giorno dell anno.

19 IL MOTO APPARENTE DEL SOLE DURANTE LE STAGIONI Le MERIDIANE e gli GNOMONIsaranno utilizzati piùvolte a distanza di tempo, ponendoli esattamente nella stessa posizione per poter confrontare le diverse osservazioni.

20 OSSERVAZIONI: Il Sole pur sorgendo sempre circa ad Est e tramontando circa ad Ovest, percorre traiettorie archi -piùo meno ampi; di conseguenza la durata del dìèpiùo meno lunga a seconda della stagione Il Sole culmina ad altezze diverse a seconda della stagione (vedi lunghezza dell ombra al mezzogiorno solare) Si può quindi discutere su come questi elementi del moto solare condizionino il clima nelle diverse stagioni

21 MOTO SOLARE E CLIMA NELLE DIVERSE STAGIONI. Il collegamento con le osservazioni fatte a scuola serve a decodificare ed integrare il modello dei moti della Terra (rotazione e rivoluzione) proposto dai libri di testo.

22 : LA DURATA DEL GIORNO I MOTI DELLA TERRA GIORNO SIDEREO e GIORNO SOLARE

23 GIORNO SIDEREO GIORNO O SIDERALE SOLARE Corrisponde a 23h 56m e coincide con la rotazione della Terra di 360, misurata dal passaggio al meridiano di una stella. Corrisponde a 24h. In 23h 56m la Terra è avanzata di circa 1 nella sua rivoluzione intorno al Sole, e quindi dovràruotare di circa 4 m prima di avere la stessa posizione rispetto al Sole.

24 LEGGI DI KEPLERO 1 LEGGE 2 LEGGE Le orbite dei pianeti sono ellissi di cui il Sole occupa uno dei fuochi. Il raggio vettore tracciato dal Sole al pianeta copre aree uguali in tempi uguali

25 RITARDO O ANTICIPO DEL SOLE ( DELLA MERIDIANA ) NEL CORSO DELL ANNO Un orologio solare èin fase con gli orologi meccanici solamente quattro giorni all'anno: 15 aprile 13 giugno 1 settembre 25 dicembre

26 DIFFERENZA TRA GIORNO SIDEREO E SOLARE: 4 MINUTI Questa piccola differenza fa sìche il Sole sorga ogni giorno spostato di circa 1 rispetto allo sfondo delle costellazioni zodiacali (in senso antiorario visto dal nostro emisfero). Nel corso dell anno, le costellazioni visibili intorno e nella fascia dello zodiaco si sposteranno gradualmente nel cielo (circa 30 = un segno zodiacale al mese), man mano che il Sole, in ritardo rispetto alla rotazione della sfera celeste, nasconde con la sua luce le costellazioni su cui si proietta durante il giorno.

27 Il cielo muta il suo paesaggio nel corso delle stagioni tranne che per le costellazioni circumpolari ( Orsa Maggiore, Minore, Cassiopea ) che sono visibili tutto l anno: ai nostri antenati esso indicava i tempi delle colture, a noi dona ancora oggi la gioia di osservare un disegno antichissimo e sempre nuovo.

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