Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
Le impronte
La siringa
Il palloncino “schiacciato”
Il palloncino sulla bottiglia
OGGETTI E CONCETTI: la pressione
Premere sulla sabbia e
sul pavimento
Tirare per misurare
Misurare la pressione nel
palloncino
Spostare l’aria
• separazione delle variabili F e S
• misure approssimate di superficie
• pressione e sue unità di misura
• separazione delle variabili F e S
• pressione e sue unità di misura
• separazione delle variabili F e S
• pressione e sue unità di misura
• pressione nei fluidi
• il volume occupato dall’aria
• differenza di pressione associata alla
posizione e al moto dell’acqua
Gli zampilli intelligenti
Forare per produrre getti
Il diavoletto di Cartesio
Affondare o galleggiare
• pressione nei fluidi e leggi relative
• il volume occupato dall’aria
Vasi comunicanti
Travasare i liquidi
• differenza di pressione associata
alla posizione e al moto dell’acqua
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”
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Preparazione di Esperienze
Didattiche di Fisica - classe A059
La pressione : le impronte
Oggetti: una vaschetta contenente sabbia umida, oggetti di forma regolare, righello, un foglio
di carta quadrettato, bilancia pesapersone
Attività: 1) sulla sabbia
• misurare le superfici delle diverse facce su cui gli oggetti possono essere appoggiati
• spianare la superficie della sabbia nella vaschetta, appoggiarvi su gli oggetti e
osservare le impronte create
• girare gli oggetti sui diversi lati e osservare come variano le impronte, premendo con
la mano sull'oggetto per vedere quanto è facile/difficile creare un'impronta profonda
• mettere la vaschetta sulla bilancia pesa-persone e misurare la forza applicata quando
si preme con l’oggetto nelle varie posizioni, usando il fattore di conversione da kg a N
2) sul pavimento
• salire sulla bilancia, pesarsi e convertire in N il proprio peso
• appoggiare una scarpa sulla carta e tracciarne il contorno
• ricavare la superficie della sagoma disegnata e misurarla contando i quadretti
racchiusi dalla spezzata.
• alternativamente tracciare una spezzata che passa tutta all'interno e contare il numero
di quadretti interni ("per difetto"), poi tracciare la spezzata esterna e contare
nuovamente ("per eccesso"); fare la media fra i due conteggi (in ogni caso la superficie
va sempre espressa come numero e unità di misura!)
• calcolare il rapporto fra forza-peso e superficie
Aspetti didattici:
- la profondità dell'impronta come effetto del far
forza sulla sabbia
- misurazioni per difetto e per eccesso
Concetti:
• separare le variabili: forza, superficie, pressione
• la pressione come forza che si esercita sulla singola unità di superficie
• relazioni di proporzionalità tra forza e superficie
• unità di misura della pressione nel sistema SI: il Pascal è la pressione
della forza di 1 N su una superficie di 1 m2
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia – La scienza in altalena – Schede di
giochi e scienza - Editoriale Scienza, Trieste, 1999
- 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
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Attacco e interdisciplinarietà:
- attività ludiche
- educazione motoria
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
La pressione: la siringa
Oggetti: alcune siringhe tipo “usa e getta” senza ago, del pongo, un elastico tarato o
un dinamometro o bottiglie piene di acqua
Attività:
• misurare il diametro dello stantuffo di ciascuna siringa e calcolarne la superficie
• provare a premere e poi estrarre lo stantuffo, per convincersi che è molto facile
• con lo stantuffo premuto a fondo, tappare il foro di uscita con del pongo: sarà
molto più difficile estrarre lo stantuffo e, se la siringa è grossa, sarà quasi
impossibile
• attaccare allo stantuffo un elastico tarato ed estrarre lo stantuffo tirando
attraverso l'elastico, misurando così la forza applicata
• calcolare la pressione
• ripetere con una siringa di diversa capacità e confrontare i risultati
Concetti:
• separare le variabili: forza, superficie, pressione
• la pressione come forza che si esercita sulla singola unità di superficie
• relazioni di proporzionalità tra forza e superficie
• unità di misura della pressione nel sistema SI: il Pascal è la pressione della
forza di 1 N su una superficie di 1 m2
• la pressione atmosferica è pari a circa 105 Pa
Attacco (spunti e continuità):
- attività ludiche
Sicurezza
Utilizzando elastici e siringhe, 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):
- www.iapht.unito.it (L)
Aspetti didattici:
• per applicare una forza all'aria, è necessario spingere su una certa superficie
• per calcolare la pressione, si misurano la forza F e la superficie S e si calcola il loro rapporto
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Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
La pressione: la pressione nel palloncino
Oggetti: un palloncino di gomma, una lastra di plexiglas trasparente, lucido su carta
quadrettata, bilancia pesapersone, alcool.
Attività:
• gonfiare il palloncino e provare a schiacciarlo dall'alto usando la lastra di
plexiglas trasparente
• osservare come si allarga o restringe la superficie di contatto quando si
aumenta o si diminuisce la forza con cui si preme sulla lastra
• provare anche a variare la pressione nel palloncino, gonfiandolo di meno o di
più, e confrontare le osservazioni con quelle fatte in precedenza (per facilitare
l'osservazione, spruzzare un po' di alcool sulla lastra nella zona di contatto)
• mettere poi il palloncino sulla bilancia pesapersone, in modo da poter misurare
la forza che viene applicata e sovrapporre alla lastra di plexiglas il lucido
quadrettato in modo da poter misurare la superficie
• calcolare la pressione esercitata sul palloncino
• ripetere, variando la forza e lo stato del palloncino (più o meno gonfio)
Concetti:
• in un fluido, la pressione si trasmette a tutti i punti e in tutte le direzioni fino alle pareti del
recipiente (legge di Pascal)
• se la pressione non cambia, aumentando la forza aumenta la superficie su cui la forza è
applicata
• misura della pressione e sue unità di misura (SI): il Pascal è la pressione della forza di 1 N
su una superficie di 1 m2
Aspetti didattici:
• per applicare una forza all'acqua o all'aria, è necessario spingere su una certa superficie
• per calcolare la pressione, si misurano la forza F e la superficie S e si calcola il loro
rapporto
Attacco (spunti e continuità):
- attività ludiche
Sicurezza
Utilizzando palloncini gonfiabili, 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):
- www.iapht.unito.it (L)
P-4
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
La pressione: il palloncino sulla bottiglia
Oggetti: un palloncino e una bottiglietta di plastica
Attività:
• riempire la bottiglietta di acqua sino circa a metà
• assicurare il palloncino all’imboccatura
• premere vicino al fondo della bottiglietta e osservare
Concetti:
• la pressione si propaga quasi istantaneamente dalla zona in cui viene
applicata a tutto il volume occupato dal fluido e in tutte le direzioni
(legge di Pascal)
• volume di un liquido e volume di un gas
• la variazione di pressione fa spostare il fluido
Attacco (spunti e continuità):
- attività ludiche
- analisi di un giocattolo (“la rana che tira
fuori la lingua”)
Riferimenti (dove, come e per chi):
- G. Meraviglia – La scienza in altalena – Schede di
Aspetti didattici:
• volume e incomprimibilità in un fluido
• il ruolo della pressione:
- perché l’aria si è spostata dalla bottiglietta al palloncino (pressione dinamica),
- quanto vale la pressione alla fine (pressione statica)
giochi e scienza - Editoriale Scienza, Trieste, 1999
- S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di
Laboratorio Scientifico (A)
- www.iapht.unito.it (L)
P-5
Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
La pressione: gli zampilli intelligenti
Oggetti: delle bottigliette di plastica, possibilmente di
diverse capacità, e delle vaschette
Attività:
• aprire un foro sulla parete laterale, vicino al fondo in ogni bottiglietta (i fori
debbono essere molto simili fra di loro, per poter confrontare gli zampilli)
• riempire di acqua la bottiglietta, tenendo il foro chiuso con un dito, poi tapparla
• spostarla in modo che la bottiglia stia sopra la vaschetta e togliere il dito dal foro
• riempire nuovamente la bottiglietta, come prima, ma ora, dopo essersi spostati
sopra la vaschetta e aver tolto il dito dal foro, si sviti il tappo
• riempire poi tutte le bottiglie fino allo stesso livello e confrontare fra di loro gli
zampilli di bottiglie di dimensioni diverse
Concetti:
• la forza dovuta alla pressione è perpendicolare alla superficie di uscita
• il movimento avviene dai punti in cui la pressione è maggiore a quelli in cui è
minore
• in un fluido, la pressione aumenta con la profondità (legge di Stevino)
Attacco (spunti e continuità):
- attività ludiche
- attività sportive (nuoto subacqueo)
Riferimenti (dove, come e per chi):
- S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di
Laboratorio Scientifico (A)
- www.iapht.unito.it (L)
Aspetti didattici:
• a parità di livello dell'acqua, tutti gli zampilli sono uguali
• la pressione aumenta con la profondità dell’acqua
• occorre una differenza di pressione per far spostare l’acqua
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Preparazione di
Esperienze Didattiche
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La pressione: il diavoletto di Cartesio
Oggetti: una bottiglia di plastica da mezzo litro e il
cappuccio di una penna a sfera (preferibilmente trasparente).
Attività:
• fissare al cappuccio due clips per renderlo pesante
• riempire la bottiglia di acqua e immergere verticalmente il
cappuccio: se la grandezza del cappuccio e il peso delle clips sono
corretti, il cappuccio galleggerà.
• tappare la bottiglia: se si comprime la bottiglia il “diavoletto”
affonda, se si lascia la presa, esso sale in superficie e galleggia
• esercitarsi a bloccare il diavoletto a metà strada durante la discesa
o la risalita
Concetti:
• perché un corpo galleggi, occorre che la spinta dovuta all’acqua “spostata”
eguagli la forza peso (legge di Archimede)
• in un fluido, la pressione si trasmette invariata a tutti i punti e in tutte le
direzioni fino alle pareti del recipiente (legge di Pascal)
• in un gas, se si aumenta la pressione diminuisce il volume (legge di Boyle)
Attacco e interdisciplinarietà
• scoprire la “magia” che permette di pilotare dall’esterno
il diavoletto
• vesciche natatorie dei pesci
Riferimenti (dove, come e per chi):
-" S.M.S. Nicoli, Settimo Torinese ( mostra didattica
"Giochiamo con la Scienza" 1999)
- www.iapht.unito.it (L)
Aspetti didattici:
• galleggiamento
• la pressione nei viventi
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Preparazione di
Esperienze Didattiche
di Fisica - classe A059
La pressione: i vasi comunicanti
Oggetti: tre bottigliette di plastica da 1/2 litro, un chiodo
caldo, due pezzi di un tubo di gomma flessibile, acqua
Attività:
• aiutandosi con il chiodo caldo, praticare nella parete laterale di due bottigliette, un
foro di qualche mm di diametro e forzatevi dentro uno dei capi dei due tubi di
gomma in modo che faccia buona tenuta.
• nella terza bottiglietta praticare un foro laterale e uno sul fondo
• in essi vanno forzati i due estremi liberi dei tubi
• versare acqua in una qualunque delle bottiglie e osservare come fluisce verso le
altre
• cercare di spiegare le osservazioni alla luce delle leggi dei fluidi (Pascal, Stevino)
Concetti:
• il movimento avviene dai punti in cui la pressione è maggiore a quelli in cui è
Attacco e interdisciplinarietà
• travaso del vino (ed. tecnica)
minore
• in un fluido, la pressione aumenta con la profondità (legge di Stevino)
Aspetti didattici:
• occorre una differenza di pressione per far spostare l’acqua
Riferimenti (dove, come e per chi):- M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio,
Petrini Editore (A)
- www.iapht.unito.it (L)
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