Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
La fionda
OGGETTI E CONCETTI:
forza e interazione
Lanciare piccoli
oggetti
• forza e interazione
• direzione delle forze: il vettore forza
La bottiglia e la gravità
Scoprire la forza di
gravità
• l’interazione Terra-oggetto
• forza di gravità e forza peso
• massa e forza peso
Il dinamometro
Tarare un elastico
• misura di una forza dai suoi effetti
• elasticità
Una bilancia che funziona
in uno strano modo
Giochi su una bilancia
da bagno
Tiro alla fune
Far cambiare il “peso”
Pesare “di meno” o “di più”
Tirare per vincere
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”
• massa e forza peso
• azione e reazione
• trasmissione delle forze
• azione e reazione
• attrito
F-1
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Forza e interazione: la fionda
Forzadito-elastico
Oggetti: un bastoncino robusto a forma di Y, un elastico,
alcune palline (di plastica leggera o di carta appallottolata)
Attività:
• tenere il manico della fionda con una mano
• con l’altra tirare l’elastico stringendo la pallina tra le dita
• individuare i soggetti/oggetti dell’interazione
• scegliere la giusta orientazione prima di lasciare andare la pallina
Concetti:
• la forza è una grandezza fisica che caratterizza non un oggetto, ma una
interazione
• il "nome" della forza deve rispecchiare il nome dei due oggetti che
interagiscono
• per individuare completamente la forza occorre definirne anche la
direzione e il punto di applicazione
• la forza è un vettore e si rappresenta con una freccia avente la “coda”
nel punto di applicazione
• riconosciamo le forze dai loro effetti: mettere in moto, accelerare,
rallentare, fermare, allungare, deformare, ecc.,
Aspetti didattici:
- per far forza occorre essere in due
- ci sono diversi tipi di forze, cioè diversi modi di interagire (muscolare,
elastica, forza-peso)
- relazione tra le distanze di lancio e la forza, l’allungamento dell’elastico e
il tipo di pallina
Forzamano-bstoncino
Attacco (spunti e continuità):
- gare di lanci
Sicurezza
Utilizzando gli elastici, si presti particolare
attenzione nella eventuale presenza di ragazzi
non ancora rispettosi delle regole e/o di certi
tipi di handicap
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Tirare, spingere,
sollevare – Laboratorio minimo di Mario Lodi Editoriale Scienza, Trieste, 1998 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- www.iapht.unito.it (L)
- www.funsci.com (L)
F-2
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Forza e interazione: la bottiglia e la gravità
Oggetti: un elastico, una bottiglia di plastica o altri oggetti
pesanti, un gancio a S
Attività:
• mettere acqua nella bottiglia per appesantirla
•appenderla all’elastico con il gancio a S
•osservare l’allungamento dell’elastico in relazione alla quantità di
acqua
Concetti:
• la forza è una grandezza fisica che caratterizza non un oggetto, ma una
interazione
• tutti i corpi, lasciati liberi, cadono verso il basso a causa dell’interazione con
la Terra
• la forza di gravità o forza-peso è appunto la forza che caratterizza
l’interazione fra l’oggetto e la Terra (FTerra-oggetto )
• la forza di gravità o forza-peso non è una proprietà dell’oggetto ma della sua
interazione con la Terra
•per riferirsi a tale interazione, la parola “peso” è ambigua, è meglio usare
l’espressione “forza-peso”
•per riferirsi invece alla quantità di materia che costituisce il corpo, occorre
usare la parola “massa” per evitare l’ambiguità della parola “peso”
Aspetti didattici:
- anche la forza di gravità è l’espressione di un’interazione fra due corpi,
uno dei quali è la Terra
- evitare possibilmente la parola “peso”
Forzabottiglia-elastico
ForzaTerra-bottiglia
Attacco (spunti e continuità):
- quella attrazione misteriosa verso il basso ….
Sicurezza
Utilizzando gli elastici, si presti particolare
attenzione nella eventuale presenza di ragazzi
non ancora rispettosi delle regole e/o di certi
tipi di handicap
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Tirare, spingere,
sollevare – Laboratorio minimo di Mario Lodi Editoriale Scienza, Trieste, 1998 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- www.iapht.unito.it (L)
- www.funsci.com (L)
F-3
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Forza e interazione: il dinamometro
Oggetti: un elastico, un metro a nastro di carta e una serie di
oggetti tutti uguali che si possano appendere facilmente
Attività:
• quando l'elastico è scarico, segnare sul nastro lo "zero" in
corrispondenza della sua fine
• appendere poi un oggetto (ad esempio, una bottiglietta piena d’acqua) e
segnare una prima tacca in corrispondenza della fine dell'elastico, una
seconda tacca in corrispondenza di due oggetti appesi, e così via
• ricordare di indicare sempre l'unità di misura usata
• organizzare i dati in una tabella e costruire il grafico di taratura
Concetti:
 forze uguali producono effetti uguali
per confrontare/misurare le forze confrontiamo/misuriamo i loro effetti
 con il dinamometro si misura una forza misurando l'allungamento che essa produce
quando è applicata a una molla o a un elastico
 nel SI, l'unità di misura della forza è il newton (N), che è circa pari alla forza-peso di
un oggetto di massa 1 hg
• sovente viene usata l’unità “chilogrammo-peso” (simbolo kgp) che però andrebbe
evitata con gli allievi perché può essere confusa con l’unità di misura della massa (kg)
Aspetti didattici:
- con la taratura l'elastico diventa un dinamometro, tarato in unità di
forza-peso degli oggetti appesi
- unità di misura di una forza arbitrarie (numero di bottigliette appese,
…) e convenzionali (sistema SI)
Attacco (spunti e continuità):
quanto forte è “braccio di ferro”?
Sicurezza
Utilizzando gli elastici, si presti particolare
attenzione nella eventuale presenza di ragazzi
non ancora rispettosi delle regole e/o di certi
tipi di handicap
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Tirare, spingere,
sollevare – Laboratorio minimo di Mario
Lodi - Editoriale Scienza, Trieste, 1998 (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)
F-4
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Forza e interazione: una bilancia che
funziona in uno strano modo
Fdita-bottiglia
FTerra-bottiglia
Oggetti: una bilancia da cucina, una bottiglietta, un dinamometro
Attività:
• mettere la bottiglietta contenente acqua sulla bilancia e pesarla
• sollevarla lentamente tenendola per la cima e osservare come cambia il
“peso”
•eventualmente sollevarla tenendola con un dinamometro e misurare
contemporaneamente la forza che il dinamometro registra e la variazione
di forza peso
•individuare tutte le forze che agiscono sulla bottiglietta mentre la si
solleva
Concetti:
• massa e forza peso
• la massa della bottiglietta non cambia quando la si solleva, cambia
invece la forza peso perché la bottiglietta si trova a “interagire” con le
dita che la sollevano (Fdita-bottiglia ) oltre che con la Terra (FTerra-bottiglia )
Aspetti didattici:
- individuare tutte le forze
- distinguere fra massa e forza peso
Attacco (spunti e continuità):
- gare di forza
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Tirare, spingere,
sollevare – Laboratorio minimo di Mario
Lodi - Editoriale Scienza, Trieste, 1998 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- www.iapht.unito.it (L)
F-5
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Forza e interazione:
giochi su una bilancia da bagno
Oggetti: due bilance da bagno, un elastico tarato, una riga
pieghevole
Attività: chiedere
• a due studenti di salire ciascuno su una bilancia da bagno e di
“leggere” la propria massa e convertirla in unità di forza
• a uno di loro di tirare verso il basso l’elastico, che l’altro sta
invece tirando verso l'alto
• di leggere nuovamente la propria massa e convertirla in unità
di forza
•confrontare la variazione con la forza applicata dall’elastico
Concetti:
• in un oggetto solido le forze si trasmettono da un punto all'altro
mantenendo la loro direzione
• azione e reazione
Aspetti didattici:
- nel rappresentare mediante frecce le forze che si trasmettono, prestare
molta attenzione a indicare correttamente i punti di applicazione, la
direzione, l‘ origine e il destinatario di ciascuna forza
F…….
F…….
Felastico-ragazzo
FTerra-ragazzo
Attacco (spunti e e continuità):
attività ludiche in coppia
Sicurezza
Utilizzando gli elastici, si presti particolare
attenzione nella eventuale presenza di ragazzi
non ancora rispettosi delle regole e/o di certi
tipi di handicap
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Tirare, spingere,
sollevare – Laboratorio minimo di Mario
Lodi - Editoriale Scienza, Trieste, 1998 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
- www.iapht.unito.it (L)
F-6
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Forza e interazione: tiro alla fune
F…….
Oggetti: una lunga fune, una bandierina, una stuoia
antiscivolo
Attività:
• fissare la bandierina a metà della fune
• chiedere a due studenti di afferrare le due estremità, poi di allungarla e
tirarla in direzioni opposte
• lasciare che tirino la fune restando sul pavimento liscio
• poi fare ripetere l’esercizio dopo avere messo la stuoia sotto i piedi di
uno di loro (possibilmente il “più debole”
Concetti:
• direzione delle forze
• azione e reazione
• attrito
FMonica-fune
Attacco (spunti e continuità):
- gare di forza
Sicurezza
Utilizzando funi od elastici, si presti particolare
attenzione nella eventuale presenza di ragazzi
non ancora rispettosi delle regole e/o di certi
tipi di handicap
Riferimenti (dove, come e per chi):
Aspetti didattici:
- forze “visibili” (muscolari degli studenti) e “non visibili” (elastica, di
gravità, studente-pavimento, pavimento-studente…)
- G. Meraviglia, A. Pallotti – Tirare, spingere,
sollevare – Laboratorio minimo di Mario
Lodi - Editoriale Scienza, Trieste, 1998 (C)
- B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio,
Editoriale Scienza, Trieste, 1994 (C)
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F-7