Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 AZIONI E CONCETTI: spazio, tempo e velocità Correlare distanza percorsa e tempo impiegato •descrittori del moto •grandezze derivate •grafici spazio-tempo La corsa Sperimentare diversi modi di muoversi •passo e passocorsa •concetto di velocità La partenza e la frenata “Zoommare” l’attimo della partenza o della frenata •descrittori di partenza e frenata •concetto di accelerazione •modello di deambulazione umana Le scale Salire e scendere La camminata V. Montel, G. Rinaudo, Dipartimento di Fisica Sperimentale, Università di Torino “S.I.S. – Indirizzo Scienze Naturali e Indirizzo Fisico - Matematico - A. A. 2004 – 2005” •il vettore velocità •componenti di un vettore Spazio, tempo e velocità-a Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità Consegna: tutto quello che si può fare con scotch telato, contasecondi, metro a nastro … Occhiello lunghezza La misura della lunghezza nel SI •l'unità di misura della lunghezza nel SI è il metro; •il metro si indica con il simbolo m (è un simbolo non una abbreviazione!), •il metro ha multipli e sottomultipli decimali, il chilometro (simbolo km) è uno dei multipli del metro, il centimetro (simbolo cm) e il millimetro (simbolo mm) sono sottomultipli del metro. Occhiello tempo Strumenti per la misura del tempo e unità di tempo nel SI •per la misura del tempo si utilizzano fenomeni in cui il tempo scorre in modo lineare oppure in modo ciclico •i fenomeni in cui il tempo scorre in modo ciclico sono fenomeni periodici, nei quali tutto si ripete in modo identico a distanza di tempo di un periodo •l'unità di misura del tempo nel SI è il secondo (simbolo s) spazio percorso Δs velocità v tempo impiegato Δt variazione di velocità accelerazi one tempo impiegato Spazio, tempo e velocità-b Δv a Δt Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la camminata Oggetti: scotch telato, contasecondi, metro a nastro Attività: •far percorrere ad uno studente un tratto rettilineo lungo tutta la lunghezza della classe •dare delle indicazioni (tipo: avanti di due passi, indietro di uno, fermo …) •far percorrere lo stesso tratto a un altro studente, contando i passi che fa e i secondi che impiega •costruire il grafico spazio-tempo Concetti: •spazio, posizione, distanza e sua misura •sistema di riferimento •tempo, intervallo di tempo e sua misura •il grafico spazio - tempo: la velocità •grandezze scalari e vettoriali Aspetti didattici: • cosa vuol dire essere in movimento • il concetto di velocità • rappresentazioni grafiche Interdisciplinarietà e continuità: performance • sportive (ed. fisica) • ritmiche (ed. musicale) Riferimenti (dove, come e per chi): - M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio, Petrini Editore - B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio, Editoriale Scienza, Trieste, 1994 - S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di Laboratorio Scientifico - www.iapht.unito.it - http://digilander.libero.it/FranzMappano Spazio, tempo e velocità-1a Spazio, tempo e velocità: la camminata m La fisica: -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali -esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura -la proporzionalità fra spazio percorso e tempo impiegato spazio percorso Δs velocità v -il grafico spazio/tempo: tempo impiegato Δt - i punti si allineano lungo una sta fermo retta che passa per l’origine distanza (m) 5 - maggiore è la velocità più 4 pendente è la retta - un tratto orizzontale corrisponde 3 a una fermata 2 - al tratto di ritorno corrisponde una 1 pendenza opposta torna indietro tempo (s) 0 -unità di misura della velocità: s 0 1 2 3 4 5 6 7 m/s, passi/s, km/h Contesto: - la conduzione delle attività motorie è fattibile a tutti i livelli, anche in previsione di un raccordo con la scuola elementare e con la scuola secondaria superiore - la rappresentazione grafica dei dati raccolti è consigliata a tutti i livelli, a partire dalla prima media - la “lettura” e l’interpretazione dei grafici spazio-tempo e velocità-tempo (nonché l’elaborazione di un modello che rappresenti il moto di un corpo) sono particolarmente indicate per una terza media, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-1b Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la corsa Oggetti: scotch telato, contasecondi, metro a nastro Attività: • far percorrere ad uno studente lo stesso tratto rettilineo di corsa • contare i passi che fa e i secondi che impiega • costruire il grafico spazio-tempo Concetti: • spazio, posizione, distanza e sua misura • passo e passocorsa • sistema di riferimento • tempo, intervallo di tempo e sua misura • il grafico spazio - tempo: la velocità Aspetti didattici: - confrontare il passo e il passocorsa - il concetto di velocità - rappresentazioni grafiche - raccogliere i dati in tabelle Interdisciplinarietà e continuità: • performance sportive (ed. fisica) • analisi delle modalità di movimento degli animali (zoologia) Riferimenti (dove, come e per chi): - M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio, Petrini Editore - P. Mascheretti, Università di Pavia – I sensi degli animali - S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di Laboratorio Scientifico - www.iapht.unito.it - http://digilander.libero.it/FranzMappano Spazio, tempo e velocità-2a Spazio, tempo e velocità: la corsa La fisica: -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali -esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura -la proporzionalità fra spazio percorso e tempo impiegato m distanza (m) -il grafico spazio/tempo: 10 - i punti stanno su una retta che passa per l’origine - rispetto alla marcia, la velocità è maggiore perché i passi sono più lunghi e più rapidi corsa 5 -unità di misura della velocità: 5 m/s, passi/s, km/h 4 - raccogliere i dati in una tabella 7 passi distanza percorsa tempo impiegato 3 velocità m/s km/h camm. 10 passi 6,25 m 7s 0,9 3,2 corsa 5 passi-c. 6,25 m 3s 2,1 7,6 2 1 1 2 3 4 5 camminata 8 9 10 6 tempo (s) 5 s Contesto: - la conduzione delle attività motorie è fattibile a tutti i livelli, anche in previsione di un raccordo con la scuola elementare e con la scuola secondaria superiore - la rappresentazione grafica dei dati raccolti è consigliata a tutti i livelli, a partire dalla prima media - la “lettura” e l’interpretazione dei grafici spazio-tempo e velocità-tempo (nonché l’elaborazione di un modello che rappresenti il moto di un corpo) sono particolarmente indicate per una terza media, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-2b Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la partenza e la frenata (quando la velocità cambia) Oggetti: scotch telato, contasecondi, metro a nastro Attività: • far percorrere ad uno studente un tratto rettilineo al passo o di corsa • contare i passi che fa e i secondi che impiega • costruire il grafico spazio-tempo, • costruire il grafico velocità-tempo, • riflettere sull’interpretazione del grafico velocità-tempo Concetti: • spazio, posizione, distanza e sua misura • passo e passocorsa • sistema di riferimento • tempo, intervallo di tempo e sua misura • il grafico spazio - tempo: la velocità • variazione di velocità : accelerazione e forza • costruzione di un modello che descriva la deambulazione umana Aspetti didattici: - i concetti di velocità e di accelerazione - rappresentazioni grafiche e loro interpretazione Interdisciplinarietà e continuità: • performance sportive (ed. fisica) • analisi delle modalità di movimento degli animali (zoologia) Riferimenti (dove, come e per chi): - P. Mascheretti, Università di Pavia – I sensi degli animali - M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio, Petrini Editore - S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di Laboratorio Scientifico - www.iapht.unito.it - http://digilander.libero.it/FranzMappano Spazio, tempo e velocità-3a Spazio, tempo e velocità: la partenza e la frenata La fisica: -la velocità spazio percorso / tempo impiegato v -unità di misura della velocità: m/s, km/h -il grafico velocità/tempo: - i punti si allineano lungo una retta orizzontale (velocità media costante) - all’inizio la velocità varia fra zero e il valore di regime; alla fine varia dal valore di regime a zero - accelerazione: la variazione di velocità divisa per il tempo impiegato Δs Δt variazione di velocità Δv accelerazi one a tempo impiegato Δt - l’accelerazione è - direttamente proporzionale alla variazione di velocità - inversamente proporzionale al tempo impiegato (meno tempo, - unità di misura dell’accelerazione: m/s2, (km/h)/s acorsa velocità m/s 2 1,5 2 m/s 10 m/s 2 0,4 s 7,2 km/h 18 km/h 0,4 s 1s corsa acamm 1 1 m/s 2 m/s 2 0,5 s camminata 0,5 5 tempo (s) Contesto: - la rappresentazione grafica dei dati raccolti è consigliata a tutti i livelli, a partire dalla prima media - l’elaborazione di un modello che rappresenti il moto di un corpo e le considerazioni circa le variazioni della velocità vanno adattate alla classe e al momento, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-3b Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la scala Oggetti: contasecondi, metro a nastro Attività: •chiedere a uno studente di salire o scendere una rampa di scale •misurare il tempo di salita (o di discesa) •misurare altezza e pedata dello scalino •disegnare in scala le componenti orizzontale e verticale dello spostamento •calcolare e disegnare in scala le componenti orizzontale e verticale della velocità Concetti: •spazio, posizione, distanza e sua misura •sistema di riferimento •tempo, intervallo di tempo e sua misura •componenti orizzontale e verticale della velocità •il vettore velocità Aspetti didattici: - il significato di moto relativo - composizione di vettori Sicurezza Nel far salire o scendere le scale, si presti particolare attenzione nella eventuale presenza di ragazzi non ancora rispettosi delle regole e/o di certi tipi di handicap Interdisciplinarietà: • geometria (rappresentazione dei vettori) Riferimenti (dove, come e per chi): - A.A.V.V.- Dimmi come funziona – Edizioni “Il Saggiatore”, 1972 - www.iapht.unito.it Spazio, tempo e velocità-4a Spazio, tempo e velocità: le scale La fisica: •spazio, posizione, distanza e sua misura •tempo, intervallo di tempo e sua misura •sistema di riferimento y (m) alto sinistra dietro basso •componenti orizzontale e verticale dello spostamento •il vettore spostamento: direzione e valore regola del parallelogramma (Pitagora) •componenti orizzontale e verticale della velocità •il vettore velocità: direzione e valore davanti x (m) destra spostamento spostam.vert . spostam.orizz. velocità vel.vert. vel.orizz. Contesto: - la conduzione delle attività motorie è fattibile solo con gruppi ristretti di studenti, rispettosi delle consegne e particolarmente motivati - le considerazioni circa il carattere vettoriale della velocità vanno adattate alla classe e al momento, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-4b