Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Barattoli e bottiglie
OGGETTI E CONCETTI:
volume, massa e densità
Tarare un recipiente
• lo spazio occupato in 3 dimensioni
• unità di misura del volume
Sassi, sabbia e sale
Misurare volumi con
un recipiente tarato
Lo spirometro “fai da te”
Misurare il volume
dell’aria
La densità della sabbia
Misurare e correlare
volumi e masse
• misure di massa e di volume
• unità di misura della densità
• proporzionalità diretta
Zavorre e galleggiamento
Correlare volumi e
masse in immersione
• misure di massa e di volume
• unità di misura della densità
•proporzionalità inversa
Il densimetro
Misurare e correlare
volumi e masse
• significato di una relazione di
proporzionalità diretta
D. Allasia, V. Montel, G. Rinaudo, Dipartimento di Fisica Sperimentale, Università di Torino
“S.I.S. – Indirizzo Scienze Naturali e Indirizzo Fisico - Matematico - A. A. 2003 – 2004”
• il volume si conserva?
• anche l’aria occupa spazio
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Volume, massa e densità: barattoli e bottiglie
Oggetti: barattoli o bottigliette da tarare, piccoli recipienti (bicchieri
di carta e/o misurini), cilindro graduato, nastro adesivo
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Attività:
•scegliere un piccolo recipiente come campione di misura,
•riempirlo di acqua e versarlo nel recipiente,
•ripetere l’operazione segnando ogni volta il livello raggiunto,
•indicare il numero di riporti e l’unità di misura.
• Concetti:
-il volume come spazio occupato in tre dimensioni
-unità di misura del volume arbitrarie/convenzionali, sistema di unità SI
-procedura di taratura (strumento “muto” e strumento graduato)
-volume e capacità
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Interdisciplinarietà e continuità:
- giochi di travaso (materna, elementare)
Riferimenti (dove, come e per chi):
Aspetti didattici:
- i criteri di scelta dell’unità di misura del volume
- lo strumento tarato permette di risalire al valore della grandezza
fisica che interessa leggendo direttamente un'altra grandezza fisica
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Oggetti –
Laboratorio minimo di Mario Lodi,
Editoriale Scienza, Trieste, 1995 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di
Laboratorio Scientifico (A)
- www.iapht.unito.it (L)
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Volume, massa e densità: sassi, sabbia e sale
Oggetti: campioni di materiali diversi (sassi e polveri)
Attività:
•riempire di acqua fino a un certo livello il recipiente tarato e leggere
il volume di acqua
•immergere l'oggetto e leggere il nuovo volume
•calcolare la differenza fra i volumi
•esprimere il volume come numero e unità di misura
• Concetti:
-il volume si conserva?
-utilità di un modello per capire i casi in cui il volume non sembra si
conservi
-il volume e il modello di materia
Aspetti didattici:
- che cosa è veramente “lo spazio occupato”
- lo strumento tarato permette di compiere misure di volume
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Interdisciplinarietà e continuità:
- giochi di travaso (materna, elementare)
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Polveri e liquidi –
Laboratorio minimo di Mario Lodi,
Editoriale Scienza, Trieste, 1995 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di
Laboratorio Scientifico (A)
- www.iapht.unito.it (L)
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Volume, massa e densità: lo spirometro “fai da te”
Oggetti: un bottiglione tarato (capacità 5 litri), una pentola,
un tubo di plastica, cannucce da bibita
Attività:
•riempire il bottiglione di acqua sino all’orlo e tapparlo
•capovolgerlo nella pentola, nella quale è stata versata dell’acqua in
modo da creare sul fondo uno strato di alcuni centimetri
•togliere il tappo e introdurre una estremità del tubo di plastica dentro
il collo del bottiglione, badando di mantenere sempre sotto acqua
l’imboccatura del bottiglione e lasciando pendere l’altra estremità fuori
dalla pentola
•inserire una cannuccia (personale!) all’estremità del tubo e soffiare
Concetti
•anche l'aria occupa spazio
•l’impenetrabilità dei corpi: il volume di aria rimpiazza quello
dell’acqua nella bottiglia
Aspetti didattici:
- che cosa è veramente “lo spazio occupato”
- lo strumento tarato permette di misurare la capacità polmonare
Interdisciplinarietà e continuità:
• ed. sanitaria, ed. musicale ( anatomia e studio
dell’apparato respiratorio)
• ed. fisica (spirometria)
Riferimenti (dove, come e per chi):
- L. Pizzorni – Il manuale del giovane scienziato
- Fabbri Editori, 1984 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di
Laboratorio Scientifico (A)
- www.iapht.unito.it (L)
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Volume, massa e densità: la densità della sabbia
Oggetti: bilancia, bottiglietta di plastica tarata, materiali vari (sabbia, …)
Attività:
•versare nella bottiglietta tarata una certa quantità di sabbia
•misurarne il peso (netto) e il volume
•calcolare la densità
•riflettere: …… è questa la “vera” densità della sabbia?
•se no, come si potrebbe misurarla?
•ripetere la misura con diverse quantità di sabbia e costruire il grafico massa-volume
•costruire lo stesso grafico per l’acqua e metterli a confronto
Concetti
•il concetto di massa, come quantità di materia di un corpo
•la densità come risultato di correlazione tra massa e volume
•unità di misura della densità (sistema SI)
•la densità come caratteristica della sostanza di cui è fatto il corpo
Attacco (spunti e continuità):
• le “formine” di sabbia
Riferimenti (dove, come e per chi):
Aspetti didattici:
- massa e peso: che parola usare?
- la massa come “invariante” di ogni corpo
- la proporzionalità diretta
- la densità e un semplice modello di materia
- costruire un grafico che visualizzi la relazione di proporzionalità diretta
- L. Pizzorni – Il manuale del giovane scienziato
- Fabbri Editori, 1984 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di
Laboratorio Scientifico (A)
- www.iapht.unito.it (L)
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Volume, massa e densità: zavorre e galleggiamento
Oggetti: barattoli e cilindri in cui versare il liquido da esaminare, bottigliette di
plastica, materiali vari (sabbia, …), nastro adesivo, cilindri graduati ….
Attività:
• tagliare il fondo di una bottiglietta di plastica e tararla, utilizzando il cilindro
graduato
• mettere nella bottiglietta una certa quantità di sabbia o di altro materiale e misurarne
il volume
• riempire d’acqua il contenitore e immergere la bottiglietta precedentemente
preparata, tenendola verticale (se necessario, variare la quantità di zavorra in modo
da vedere bene la parte immersa della bottiglietta senza che questa tocchi il fondo)
• misurare il volume dell’acqua spostata e calcolare la densità relativa della zavorra
Attacco (spunti e continuità):
• esperienze sul galleggiamento
Concetti
•spinta di Archimede: la spinta verso l’alto è pari alla forza-peso del liquido
spostato, che è pari alla forza-peso dell’oggetto dato che l’oggetto galleggia;
•la densità relativa come risultato del confronto tra volume del liquido spostato e
volume dell’oggetto (sabbia o altro materiale)
•la densità e il modello di materia
Aspetti didattici:
• la densità come “caratteristica di una sostanza”
• la relazione di proporzionalità inversa
Riferimenti (dove, come e per chi):
- L. Pizzorni – Il manuale del giovane scienziato
- Fabbri Editori, 1984 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- G. Rinaudo et al. – Dossier Scienze (Piano
Pluriennale di Aggiornamento sui Nuovi
Programmi per la Scuola Elementare),
IRRSAE Piemonte, SEI, 1989 (A)
- www.iapht.unito.it (L)
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Volume, massa e densità: il densimetro
Oggetti: una bottiglietta di plastica tarata dall’alto verso il basso, un contenitore
trasparente, sabbia, liquidi vari, bilancia
Attività:
•versare circa 200 g di sabbia nella bottiglietta tarata, tapparla e pesarla
•metterla capovolta nel recipiente trasparente,
•versare nel recipiente il liquido di cui si vuole misurare la densità, fino a quando la
bottiglietta si solleva e galleggia,
•controllare che il livello indicato sulla bottiglietta a cui arriva il liquido esterno non
cambia più e leggere il volume del liquido spostato
Concetti
•spinta di Archimede: la spinta verso l’alto è pari alla forza-peso del liquido spostato,
che è pari alla forza-peso dell’oggetto se l’oggetto galleggia;
•la densità come risultato di correlazione tra massa (del liquido spostato, che è pari
alla massa del bottiglietta con sabbia) e volume del liquido spostato,
•unità di misura della densità, sistema di unità SI
Aspetti didattici:
• la relazione di proporzionalità diretta
- la densità come “caratteristica di una sostanza”
Riferimenti (dove, come e per chi):
Attacco (spunti e continuità):
• esperienze sul galleggiamento
- L. Pizzorni – Il manuale del giovane scienziato - Fabbri Editori,
1984 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio, Editoriale Scienza,
Trieste, 1994 (C)
- www.iapht.unito.it (L)