Istruzioni – caduta ed energia - 5/5

Prof. Francesco Bastione

LABORATORIO DI FISICA

A.S. 2018/2019

progetto Area a rischio (art. 9)

DENTRO E FUORI DEI BANCHI

Istruzione su esperienza laboratoriale in fisica

LA CADUTA ED ENERGIA

PREMESSA E OBIETTIVI

É da tempo immemorabile che gli uomini sono schiavi del loro peso e di una misteriosa forza che li spinge verso terra, da sempre sognano di sconfiggerla o volando o almeno arrampicandosi verso l'alto su alberi e montagne. Si fa una gran fatiche a salire su colline e su montagne, ma dove finisce tutto il lavoro che facciamo quando ridiscendiamo? Non conviene affrontare il problema in termini di forza di gravità, ma in termini di energia.

Quando si scende l'energia viene dissipata nello sforzo di rallentare la nostra discesa/caduta con vari dispositivi come scarpe opportunamente attrezzate, funi e discensori. Questi dispositivi,grazie all'attrito, che svolge sempre un lavoro negativo,¹ consentono di scendere in sicurezza.

Lo scopo di questo lavoro è studiare le caratteristiche energetiche di un corpo in discesa controllata l'attività sportiva di arrampicata in modo che risulti evidente l'esistenza di una equivalenza, anche parziale, tra calore e lavoro, cioè due aspetti di una stessa grandezza fisica cioè l'energia. Poiché, per ora, non conosciamo le specifiche tecniche precise delle attrezzature,² né possediamo dispositivi che ci permettono di effettuare la una raccolta di dati precisa ci accontenteremo di evidenziare le variazioni di temperatura del discensore usato nell'esperienza.

PROCEDIMENTO

Il procedimento consiste in una prima frase ricerca e uno studio che può essere effettuato in classe con il professore, oppure in gruppo o con l'aiuto di Internet. Consiglio di seguire le seguenti fasi:

Studiare gli elementi essenziali del rapporto tra attrito, lavoro e calore.
Studiare il funzionamento del dispositivo per raccogliere i dati fisici, nel nostro caso sarà utilizzato un sensore di temperatura collegato ad una centralina che invia i dati raccolti ad una calcolatrice grafica.
Confrontare i dati ottenuti evidenziando che l'aumento di temperatura è proporzionale al rallentamento della discesa dell'atleta
Con la metodologia del Circle Time e/o Brainstorming condividere i risultati della ricerca e inserirli nel personal computer come relazione/articolo o come parte del gioco di ruolo per far avanzare nella storia il proprio avatar.

APPUNTI PER LA FASE 1

APPUNTI PER LA FASE 2

Esempi

COME REDIGERE LA RELAZIONE/ARTICOLO SULL'ESPERIENZA

Il modello di realizzazione della relazione delle esperienze che faremo in laboratorio ricalca sinteticamente il modo di comunicare degli scienziati che a sua volta ricalca nello svolgimento il metodo scientifico.

Infatti un articolo scientifico è fondamentalmente composto da 3 passaggi:

osservazione
riflessione e ipotesi
esperimento e conclusione

Pur non avendo l'obiettivo che hanno gli scienziati di comunicare i risultati di una ricerca illustrando il modo con cui si è operato cercheremo umilmente di seguire il loro modello di divulgazione e cioè anche la nostra relazione, per quanto possibile, deve permettere a chi legge di ripetere l'esperimento che abbiamo effettuato.

Il modello che segue ha questi obiettivi cercando di unire sintesi e completezza senza trascurare di citare le fonti utilizzate nella redazione del proprio lavoro sia che si tratti di testi sia che si tratti di siti o pagine web.

Esempio schema della relazione/articolo

CLASSE: _______

GRUPPO: ____________

ALUNNO

TITOLO ESPERIMENTO

Introduce l'esperimento/esperienza

ABSTRACT

Nelle relazioni degli scienziati è una sintesi breve ed efficace con la quale chi legge può capire di cosa tratta l'articolo senza doverlo leggere tutto – Può essere omesso, ma non si potrà ottenere il massimo del punteggio.

SCOPO E IPOTESI

Spiega l'obiettivo dell'esperimento e completa il titolo. É fondamentale fare in modo che l'obiettivo sia chiaro altrimenti è bene chiedere spiegazioni all'insegnante per evitare di perdere tempo e prendere un brutto voto.

PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI

Questa sezione dovrebbe contenere in non più di sei righe una spiegazione dei principali concetti teorici e delle leggi fisiche che riguardano l'esperimento/esperienza. Il limite delle sei righe è necessario per abituare gli alunni ad essere sintetici nello svolgere la funzione di inquadrare il fenomeno.

STRUMENTI

MATERIALI

Questa sezione dovrebbe contenere:

una tabella con gli strumenti utilizzati (con portata e sensibilità)
Una tabella con le attrezzature utilizzate (disegni o foto)
una descrizione del materiale

PROCEDIMENTO

In questa sezione è necessario descrivere in successione le fasi di svolgimento dell'esperimento/esperienza. In particolare ogni volta che viene effettuata una scelta pratica, per esempio ogni volta che viene usato uno strumento invece che un altro o ripetere le misure, o è stato adottato qualche accorgimento, ecc., dichiararlo e spiegarne il perché.

RACCOLTA DATI

Conviene presentarle in questa sezione o in una allegata tabella con le rispettive incertezze.

ELABORAZIONE DEI DATI

In questa sezione si dovrebbe inserire una puntuale analisi dei dati ottenuti, che dovrebbe comprendere:

la valutazione degli errori sistematici con proposte per ridurli.
Il calcolo delle incertezze
grafici e calcoli

Può essere omesso, ma non si potrà ottenere il massimo del punteggio.

OSSERVAZIONI

CONCLUSIONI

Questa ultima sezione è forse la parte più importante della relazione perché dovrebbe contenere:

la discussione dei risultati ottenuti
la verifica del raggiungimento degli obiettivi ottenuti,
l'eventuale proposta di modifica per migliorare l'esperimento.

Le conclusioni sono strettamente legate alle osservazioni iniziali e vanno sempre formulate anche se sembra che i dati ottenuti non permettano di trarre conclusioni ovvero va sempre dichiarato tutto anche quello che sembra non riuscito

BIBLIOGRAFIA

(compresi siti web)

É obbligatorio citare le fonti che si sono utilizzate nella redazione dell'articolo anche se si tratta di siti o singole pagine prese dal web.

In quest'ultimo caso si consiglia di controllare attentamente l'affidabilità delle fonti

GRIGLIA DI VALUTAZIONE / AUTOVALUTAZIONE

Il compito/relazione/articolo delle esperienze di laboratorio viene considerato a tutti gli effetti verifica scritta sommativa come suggeriscono le indicazioni previste per il liceo scientifico con particolare riferimento al “valore della dimensione sperimentale” e come ribadito dalla C.M. n° 94 del 14/10/2011 e dalla C.M. n° 89 del 18/10/2012.

CONGNOME _________________________ NOME_________________________________________

CLASSE_______SEZ . ______

ANNO SCOLASTICO 2018/2019

LIVELLO	DESCRITTORE						PUNTI	RISERVATO ALUNNO	RISERVATO COMMISSIONE
TE	Verrà valutata la teoria su cui si basa l'esperienza, la sua correttezza scientifica, la capacità di sintesi espressa nella trattazione e la coerenza con l'argomento trattato.						20 ~ 45
	20	25	30	35	40	45
PC	Relazione elaborata al computer con eventuale aggiunta di allegati multimediali						8 ~ 22
	8	10	12 Foto	16 video	18 colore	22 montaggio
%0R	Esperienza ed elaborazione originale						% su totale alunni

SC	Relazione elaborata con schema concordato o uno equivalente						2 ~ 12
	0 nessuno schema usuale		4 Incompleto	6 Completo	8 con grafici	12 con matematica

VF	Corretto funzionamento dell'esperimento/esperienza Verrà rilasciato un codice sul sito del professore						5 ~ 15
PROT	Consegna nei tempi previsti dall'insegnante Verrà penalizzata la consegna in ritardo escludendo solo i giorni di chiusura della scuola						-1 al dì
B	BIBLIOGRAFIA Verrà valutata la presenza di una bibliografia verificabile						5 ~ 25
	0	5	10	15	20	25
TOTALE

N.B.

In base alla circolare del ministro Berlinguer del 02/07/1997 prot. 763, che riprende precedente circolare del ministro Valitutti ('70), è possibile e/o consente che la valutazione degli alunni su materie orali possa essere fatta anche mediante esercitazioni scritte in classe. Da ciò se ne può dedurre che il giudizio del docente possa fondarsi su qualunque strumento di valutazione didattica oltre alla classica interrogazione “alla lavagna”.

Le modalità di verifica sono coerenti con le indicazioni del D.M. N°139 del 22/08/2007 e con le indicazioni del dipartimento scientifico dell'anno scolastico in corso

1La forza dovuto al contatto tra i materiali ha direzione contraria allo spostamento verso il centro della terra dovuto alla forza di gravità.

2Per esempio la capacità calorica dei materiali che usiamo, come corde e disensori.

Quando si scende l'energia viene dissipata nello sforzo di rallentare la nostra discesa/caduta con vari dispositivi come scarpe opportunamente attrezzate, funi e discensori. Questi dispositivi,grazie all'attrito, che svolge sempre un lavoro negativo,1 consentono di scendere in sicurezza.

Quando si scende l'energia viene dissipata nello sforzo di rallentare la nostra discesa/caduta con vari dispositivi come scarpe opportunamente attrezzate, funi e discensori. Questi dispositivi,grazie all'attrito, che svolge sempre un lavoro negativo,¹ consentono di scendere in sicurezza.