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UNIVERSITÀ DI UDINE
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica
CONSORZIO UNIVERSITARIO
DEL FRIULI
esplorare per interpretare nella scuola primaria
IL SUONO
Una proposta didattica basata su un percorso di esperimenti
a cura di
Marisa Michelini
Adele Toffolo
FORUM
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UNIVERSITÀ DI UDINE
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica
CONSORZIO UNIVERSITARIO
DEL FRIULI
esplorare per interpretare nella scuola primaria
IL SUONO
Una proposta didattica basata su un percorso di esperimenti
a cura di:
Marisa Michelini, Adele Toffolo
Università di Udine
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica
e-mail: [email protected]
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Unità di Ricerca in Didattica della Fisica
e-mail: [email protected]
ISBN:
Il presente lavoro è il frutto di ricerche svolte nell’ambito dei seguenti progetti:
– Interreg III Italia - Slovenia 2000-2006: Materiali per l’innovazione in didattica della fisica a supporto della formazione iniziale e in servizio
degli insegnanti - Asse 3: «Risorse umane, cooperazione e armonizzazione dei sistemi». Misura 3.2: «Cooperazione nella cultura, nella comunicazione della ricerca e tra istituzioni per l’armonizzazione dei sistemi». Azione 3.2.4: «Collaborazione tra Enti ed Istituzioni nel campo della
ricerca scientifica».
– PRIN 2004-2006 - Fis 21: Le parti di confine in un modello di percorso in fisica: educazione scientifica elementare, campo, ottica e meccanica quantistica. Formazione degli insegnanti - Programmi di ricerca scientifica di Rilevante Interesse Nazionale (DM n 30 del 12 febbraio 2004).
– Progetti di diffusione della cultura scientifica 2000-2005 ai sensi della L.6-2000.
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PRESENTAZIONE
L’educazione scientifica è il problema del nostro secolo. A tutti i livelli viene chiesto di favorire
la formazione scientifica dei futuri cittadini, ma la nostra scuola non è pronta, perché gli insegnanti non hanno avuto finora la necessaria formazione. Anche la didattica scientifica non è stata
curata a tutti i livelli con lo scopo di fornire autonomi strumenti di elaborazione dei concetti. Si
deve cominciare con il garantire le basi del modo di pensare scientifico nella scuola primaria. Lo
si deve fare offrendo ai futuri insegnanti strumenti professionali per l’educazione scientifica. La
formazione universitaria degli insegnanti è appena iniziata e mancano ancora strumenti didattici per questo importante compito. Anche per questo motivo l’Unità di Ricerca in Didattica della
Fisica dell’Università di Udine ha concentrato le proprie ricerche didattiche sui processi di
apprendimento dei più piccoli in campo scientifico. È stato studiato il ruolo dell’operatività nel
personale coinvolgimento esplorativo, sperimentale, concettuale ed interpretativo dei fenomeni, le
modalità di costruzione del pensiero formale in contesti formali ed informali, come quello della
mostra Giochi Esperimenti Idee (GEI). Sono stati realizzati laboratori cognitivi in cui sono state
esplorate proposte didattiche, idee spontanee e sequenze di ragionamento nella costruzione di
modelli interpretativi. Quando la coerenza delle proposte elaborate ha mostrato tenuta sia sul
piano disciplinare che su quello dei processi di apprendimento, abbiamo lavorato con gli insegnanti di scuola primaria per rielaborare percorsi didattici e sperimentarli in situazioni diverse.
Il tirocinio degli studenti di Scienze della Formazione Primaria è stato fecondo per le ricerche
sui processi di apprendimento, per la ricaduta di proposte innovative nella scuola primaria e per
la formazione dei futuri insegnanti.
Accanto alle ricerche sui processi di apprendimento si sono così sviluppate quelle curricolari e di
ricerca e sviluppo di prototipi e schede per l’attività didattica.
Il presente lavoro è il frutto di ricerche svolte nell’ambito dei seguenti progetti:
- Interreg III Italia – Slovenia 2000-2006: Materiali per l’innovazione in didattica della fisica
a supporto della formazione iniziale e in servizio degli insegnanti –- Asse 3: «Risorse umane,
cooperazione e armonizzazione dei sistemi». Misura 3.2 «Cooperazione nella cultura, nella
comunicazione della ricerca e tra istituzioni per l’armonizzazione dei sistemi». Azione 3.2.4
«Collaborazione tra Enti ed Istituzioni nel campo della ricerca scientifica».
- PRIN 2004-2006 – Fis 21. Le parti di confine in un modello di percorso in fisica: educazione scientifica elementare, campo, ottica e meccanica quantistica. Formazione degli insegnanti. Programmi di ricerca scientifica di Rilevante Interesse Nazionale (DM n. 30 del 12
febbraio 2004).
- Progetti di diffusione della cultura scientifica 2000-2005 ai sensi della L. 6-2000.
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Esso ha coinvolto una tesi di laurea nell’ambito del Corso di Laurea in Scienze della Formazione
dell’Università di Udine.
Il materiale prodotto è dettagliato ed autoesplicativo; si indicano tuttavia in questa sede i principali elementi della proposta didattica: impostazione, strategia, metodi a cui il materiale didattico
è finalizzato, i prerequisiti ed il percorso che sottende alla proposta di esperimenti. Tutti gli elementi qui riportati sono stati oggetto di sperimentazione didattica ed analisi di ricerca. Il percorso didattico viene presentato alla luce delle ricerche didattiche in materia.
La presentazione della proposta didattica è accompagnata da materiali didattici per l’insegnante e per gli studenti, che la rendono dettagliata e definita, senza costituire un rigido percorso guidato. La modularità delle schede e la loro natura di stimolo esplorativo e problematico sono stati
criteri di riferimento per la redazione dei materiali didattici, che vengono offerti all’insegnante,
perché possa utilizzarli in percorsi didattici diversi, adatti alla classe in cui lavora.
Marisa Michelini
La ‘filosofia’ dell’azione del Consorzio universitario del Friuli (nel quadro delle linee-guida di carattere generale approvata dall’Associazione Nazionale Consorzi universitari) si colloca nella promozione
dello sviluppo dei territori di riferimento tramite la collaborazione con l’Istituzione universitaria.
Ciò favorendo l’avvio e lo sviluppo di iniziative di formazione e di ricerca finalizzate al progresso economico e alla crescita culturale del territorio stesso e delle sue Comunità.
Antesignano interprete di tale esigenza per quanto riguarda l’educazione scientifica, nel raccordo fra
territorio ed Università degli Studi di Udine è stato il Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
(CIRD), costituito nel 1993, sostenuto dal Consorzio sin dalla sua attivazione, e nell’ambito del quale
è funzionante il Centro Laboratorio per la Didattica della Fisica (CLDF).
Sulla medesima linea si è collocato, nel 2003, il sostegno consortile alla pubblicazione “L’educazione
scientifica nel raccordo territorio/università a Udine”.
Sempre nel medesimo spirito il Consorzio al presente sostiene la serie di pubblicazioni predisposte
dall’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica dell’Università degli Studi di Udine.
Di tutte le sopraddette iniziative il merito va a Marisa Michelini, protagonista ed anima delle stesse,
cui – unitamente ai suoi collaboratori - va la gratitudine del Consorzio universitario del Friuli per l’impegno e la passione dimostrati e per l’alta qualità del lavoro.
Ernesto Liesch
Consorzio Universitario del Friuli
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LA PROPOSTA DIDATTICA
Introduzione
La trattazione dell’argomento suono nella scuola è oggi marginale; poiché però i fenomeni acustici sono strettamente correlati alla nostra vita quotidiana andrebbero indagati, almeno per quanto
riguarda la fenomenologia, fin dalla scuola primaria. L’obiettivo che sottende la proposta didattica qui articolata è fornire una soluzione ai principali nodi interpretativi riguardanti il suono.
Due sono le finalità principali:
1. la prima, disciplinare, mira a condurre i bambini attraverso i principali concetti che caratterizzano i fenomeni acustici sul piano descrittivo ed interpretativo. I temi trattati sono i seguenti:
le sorgenti sonore, l’altezza e l’intensità dei suoni, la propagazione del suono, la velocità del
suono, i rivelatori di suoni, l’apparato uditivo umano, la pressione, le onde sonore e le loro caratteristiche;
2. la seconda, formativa, mira ad avvicinare i bambini ai temi trattati attraverso un approccio
rigoroso di tipo sperimentale, invitandoli, con le attività predisposte, a formulare ipotesi su contesti, a osservare fenomeni, confrontare risultati con previsioni, giungere infine a conclusioni.
La letteratura ci sostiene rispetto alla proposta interpretativa. Recenti studi hanno messo in evidenza come la possibilità di costruire un quadro organico di relazioni tra variabili descrittive ed
enti appartenenti ad un modello interpretativo sia legata all’esame di processi e alla loro analisi (Michelini 2003-2004).
I temi trattati sono stati selezionati tra i nodi di apprendimento emersi in letteratura. Specifici
elementi di raccordo tra tali nodi costruiscono un percorso organico per l’apprendimento di fenomeni e la costruzione della loro interpretazione, mentre si pongono come modalità di superamento delle difficoltà concettuali ad essi correlate.
Impostazione
Il punto di partenza della proposta didattica è il riconoscimento delle sorgenti sonore: oggetti
opportunamente stimolati oscillando o vibrando producono un suono, ma non tutte le vibrazioni
generano suoni.
Si affrontano due caratteristiche del suono, l’altezza e l’intensità, correlate alle sorgenti sonore
in quanto oggetti diversi per dimensioni, vibrando in modo diverso producono suoni diversi, in particolare di altezza differente, mentre uno stesso oggetto può produrre suoni diversi per intensità
in base all’ampiezza delle sue oscillazioni.
Si affronta la propagazione del suono focalizzando l’attenzione sul fatto che esso non viaggia nel
vuoto, ma necessita di un mezzo che può essere l’aria, un solido oppure un liquido.
I rivelatori sonori vengono semplicemente identificati come quegli oggetti, o apparati, che sono
in grado di percepire la perturbazione del sistema, le vibrazioni. Si esaminano il bicchiere di pla5
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stica modificato posto sulla cassa della radio, i due diapason, il modello di orecchio esterno.
Lo studio della pressione, si limita agli elementi necessari per comprendere il comportamento dell’aria durante la propagazione della perturbazione. Le onde sonore e le loro caratteristiche sono
proposte mediante esperimenti con le molle e la rappresentazione da parte dei bambini dell’onda.
Approccio
L’approccio è operativo per rendere gli alunni partecipi alle attività e mira a stimolare la loro
curiosità e la loro motivazione nei confronti degli argomenti trattati.
I bambini vengono invitati a partecipare attivamente e non è contemplata una spiegazione introduttiva, solamente una breve introduzione verbale che molte volte richiama l’esperienza quotidiana degli alunni.
Strategia
La strategia adottata propone le diverse attività seguendo il ciclo PEC: previsione, esperimento,
controllo.
Innanzitutto, per creare il contesto, viene predisposta la situazione di stimolo con la descrizione
degli oggetti e del modo in cui verranno utilizzati. Quindi, attraverso domande che stimolano la
riflessione, i bambini vengono invitati a formulare delle ipotesi riguardo al comportamento degli
oggetti ed al risultato dell’esperimento.
Più in dettaglio, le attività proposte nelle schede hanno inizio con l’osservazione dei materiali predisposti per la realizzazione dell’esperimento e la descrizione dei passaggi per attuare la prova:
momenti necessari affinché i bambini raccolgano le idee per formulare la loro previsione
Una volta concluso il momento di previsione, viene realizzato l’esperimento che permette agli
alunni di osservare direttamente ciò che accade.
La terza fase consiste nel controllo e nel confronto dei risultati della prova con le ipotesi formulate inizialmente.
Infine gli alunni vengono invitati alla sintesi e alla conclusione.
Metodologia
Per la realizzazione del percorso didattico sono state predisposte schede operative così strutturate:
- presentazione dell’esperimento attraverso descrizione e immagine fotografica;
- domande a scelta multipla per stimolare la creazione di ipotesi e previsioni;
- domande, alle quali rispondere dopo aver effettuato l’esperimento, che aiutano a sintetizzare i
risultati osservati e ad interpretarli;
- conclusione costituita da due parti: la prima prevede una conclusione individuale di ciascun alunno, la seconda una sintesi delle conclusioni alle quali il gruppo è giunto attraverso la discussione.
La realizzazione degli esperimenti avviene:
- sui banchi dei bambini, in modo che possano osservare, ma soprattutto ascoltare, meglio;
- sulla cattedra, facendo avvicinare gli alunni;
- sul pavimento, quando lo richiedono le dimensioni dell’esperimento.
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Il ruolo degli alunni nella realizzazione degli esperimenti è, a volte, quello di semplici spettatori
(10%), a volte di collaboratori (60%), altre volte di protagonisti (30%).
Per quanto riguarda le conclusioni, a volte concernono una singola attività, altre volte più situazioni che presentano come filo conduttore un unico concetto. L’interpretazione, richiesta ad ogni
singolo alunno per iscritto, viene ripresa dall’insegnante che conduce un breve colloquio euristico in cui gli alunni sono chiamati al confronto ed alla discussione.
Il percorso didattico
La proposta didattica è suddivisa in cinque sezioni, ognuna delle quali affronta un determinato
aspetto legato all’acustica:
- le sorgenti sonore;
- la propagazione del suono;
- i rilevatori di suoni;
- la pressione;
- le onde sonore.
Ciascuna sezione è costituita, a sua volta, da un numero variabile di schede nelle quali sono presentati specifici argomenti attraverso l’osservazione di esperimenti realizzati con materiali di
facile reperibilità e utilizzo.
Nelle seguenti tabelle per ciascuna scheda sono elencati gli argomenti trattati e gli esperimenti
ad essi correlati.
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SEZIONE A: LE SORGENTI SONORE
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SCHEDA
APPRENDIMENTI
ESPERIMENTI
Scheda A1:
la lamina metallica
e la risma di fogli
1. l’oscillazione di un corpo produce
un suono
2. il moto del corpo ed il suono cambiano nel tempo
E1: L’oscillazione della lamina metallica
E2: L’oscillazione della risma
di fogli
Scheda A2:
l’elastico, il diapason
ed il campanello
1. la vibrazione di oggetti opportunamente stimolati genera un suono
2. oggetti di forma e materiale diversi
producono suoni differenti
E3: L’elastico vibrante
E4: Il diapason
E5: Il campanello
Scheda A3:
l’asciugamano
ed il pendolo
1. non tutti gli oggetti che oscillano
producono un suono
2. discriminazione tra oscillazioni che
producono suoni ed oscillazioni che
non producono suoni
E6: L’asciugamano
E7: Il pendolo
Scheda A4:
l’altezza dei suoni
1. discriminazione tra suoni gravi e
suoni acuti
2. riconoscimento della relazione tra
dimensioni delle sorgenti sonore e
altezza dei suoni prodotti
E8: Musica con le lamine
metalliche
E9: Musica con le canne di
bambù
E10: Musica con i barattoli
Scheda A5:
l’intensità dei suoni
1. discriminazione tra suoni deboli e
suoni forti
2. relazione tra ampiezza dell’oscillazione e intensità del suono
E11: L’intensità del suono
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SEZIONE B: LA PROPAGAZIONE DEL SUONO
SCHEDA
APPRENDIMENTI
ESPERIMENTI
Scheda B1:
il suono non viaggia
nel vuoto
1. il suono non si propaga nel vuoto
E12: La campanella sottovuoto
Scheda B2:
il suono viaggia
nell’aria
1. propagazione del suono nell’aria
E13: La propagazione
del suono nell’aria
Scheda B3:
il suono si propaga
nei solidi
1. propagazione del suono nei solidi
E14: Il telefono con lo spago
Scheda B4:
il suono si propaga
nei liquidi
1. propagazione del suono nei liquidi
E15: Il diapason nell’acqua
Scheda B5:
la velocità del suono
1. la velocità del suono è diversa
in mezzi diversi
E16: Ascoltare con l’orecchio
appoggiato al tavolo
SEZIONE C: RILEVATORI DI SUONI
SCHEDA
APPRENDIMENTI
ESPERIMENTI
Scheda C1:
strumenti
che rilevano suoni
1. oggetti in grado di rilevare
le vibrazioni
E17: I semi sul tamburo
E18: I due diapason
Scheda C2:
alla scoperta
dell’orecchio umano
1. la struttura dell’orecchio umano
2. il funzionamento dell’orecchio
esterno sino al timpano
E19: Il padiglione auricolare
E20: L’imbuto
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SEZIONE D: LA PRESSIONE
SCHEDA
APPRENDIMENTI
ESPERIMENTI
Scheda D1:
una forza distribuita
su una superficie
1. la pressione come forza distribuita
su una superficie
2. proporzionalità inversa
tra superficie e pressione
E21: La mattonella sulla pasta
di sale
Scheda D2:
la pressione
in un liquido
1. la pressione è presente all’interno
del liquido indipendentemente
dal fatto che venga esercitata
una forza esterna
(proprietà di stato del sistema)
2. la pressione esercitata in un punto
del liquido si trasmette con
la stessa intensità in tutti i punti
del liquido ed in tutte le direzioni
(principio di Pascal)
E22: La bottiglia con i fori
tutti alla stessa altezza
E23: La bottiglia con i fori
allineati in verticale
E24:Il tubo d’acqua
Scheda D3:
la pressione e l’aria
1. comprimibilità dell’aria
2. relazione tra pressione e volume:
comprimendo aumenta la pressione
e diminuisce il volume, espandendo
diminuisce la pressione e aumenta
il volume
3. elasticità dell’aria
E25: La bolla d’aria nella
siringa piena d’acqua
E26: Il palloncino gonfiato
d’aria
SEZIONE E: LE ONDE SONORE
SCHEDA
APPRENDIMENTI
ESPERIMENTI
Scheda E1:
il tubo di Kundt
1. il suono si propaga sotto forma di
onde
E27: Il tubo di Kundt
Scheda E2:
le molle e le onde
di compressione
1. la propagazione di un impulso:
le onde trasportano energia ma
non materia
2. un impulso viaggia a velocità
diverse in mezzi diversi
E28: L’impulso lungo la molla
E29: L’impulso lungo due molle
di dimensione diversa
E30: Giocando a riprodurre
l’onda
E31: La velocità dell’impulso
lungo una fila formata
dai bambini
Scheda E3:
le onde sonore
si propagano
in tutte le direzioni
1. il suono si propaga in tutte le
direzioni
E32: Ascoltando la musica
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MAPPA CONCETTUALE DEI CONTENUTI
Vibrazioni
Ampiezza
Intensità
Qualità del suono
SORGENTI SONORE
Semini e zucchero
sul tamburo
Altezza
RIVELATORI
DI SUONI
FENOMENI ACUSTICI
Orecchio
PROPAGAZIONE
Frequenza
Pressione = F/S
Parametri fisici
Principio di Pascal
Fluidi
Aria
Comprimibilità
Lunghezza d’onda
Onde sonore
Pressione
Necessità di un mezzo
Propagazione
dell’impulso e non
della materia
Solidi
Liquidi
Elasticità
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GLI ESPERIMENTI
Gli esperimenti proposti ai bambini attraverso l’attività didattica sono 32 in tutto e vengono
descritti nelle pagine seguenti (le immagini fotografiche sono inserite nelle schede didattiche per
studenti).
E1. L’OSCILLAZIONE DELLA LAMINA METALLICA
• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora.
• Materiale utilizzato:
- una lamina metallica le cui dimensioni possono essere varie.
• Procedimento:
- prendere la lamina metallica e appoggiarla sul tavolo in modo che sporga di alcuni centimetri dal bordo;
- tenere ben fissa al tavolo la parte della lamina su di esso appoggiata;
- abbassare l’estremità libera e poi lasciarla andare.
• Risultati:
- l’estremità libera inizia ad oscillare producendo un suono.
Conclusioni
La lamina metallica, nel momento in cui viene fatta oscillare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola comprimere ed
espandere in modo oscillatorio; si creano così zone d’aria compressa e zone d’aria rarefatta in
modo alterno nel tempo e quindi oscillanti nel tempo in ogni punto.
E2. L’OSCILLAZIONE DELLA RISMA DI FOGLI
• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora.
• Materiale utilizzato:
- una risma di circa quindici fogli.
• Procedimento:
- prendere la risma di fogli ed appoggiarla sul tavolo in modo che sporga di alcuni centimetri
dal bordo;
- tenere ben fissa al tavolo la parte su di esso appoggiata;
- abbassare l’estremità libera e poi lasciarla andare.
• Risultati:
- l’estremità libera inizia ad oscillare producendo un suono.
Conclusioni
La risma di fogli, nel momento in cui viene fatta oscillare, diventa una sorgente sonora poiché il
suo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola comprimere e rarefare in modo oscillante; la vibrazione si trasmette nell’aria e si sente un suono.
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E3. L’ELASTICO VIBRANTE
• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora.
• Materiale utilizzato:
- un elastico.
• Procedimento:
- tendere l’elastico alle due estremità;
- con le dita pizzicare l’elastico circa a metà della sua lunghezza e lasciarlo andare.
• Risultati:
- l’elastico inizia ad oscillare producendo un suono.
Conclusioni
L’elastico, nel momento in cui inizia ad oscillare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola oscillare in stati compressi e rarefatti, che si trasmettono alle regioni d’aria limitrofe, realizzando la propagazione sonora.
E4. IL DIAPASON
• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora
• Materiale utilizzato:
- un diapason.
• Procedimento:
- percuotere i rebbi del diapason su una superficie solida;
- appoggiare il manico del diapason sul tavolo.
• Risultati:
- i rebbi del diapason vibrano producendo un suono, che si sente quando si appoggia sul tavolo il manico del diapason.
Conclusioni
Il diapason, nel momento in cui inizia a vibrare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola comprimere e rarefare in
modo oscillante e allo stesso modo si trasmette la vibrazione nel solido. Il reticolo cristallino del
solido si deforma spostando ogni atomo momentaneamente dalla posizione di equilibrio e trasmettendo ai primi vicini questo processo.
E5. IL CAMPANELLO
• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora
• Materiale utilizzato:
- un campanello.
• Procedimento:
- utilizzare il campanello nel modo consueto: scuotere il campanello in modo che il batacchio
batta sul metallo.
• Risultati:
- il campanello inizia a vibrare producendo un suono.
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Conclusioni
Il campanello, nel momento in cui inizia a vibrare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola oscillare tra stati di compressione e rarefazione che si trasmettono ai volumi di aria vicini.
E6. L’ASCIUGAMANO
• Concetto: non tutte le vibrazioni producono un suono percepibile dall’orecchio umano.
• Materiale utilizzato:
- un asciugamano.
• Procedimento:
- prendere due angoli dell’asciugamano e agitarlo.
• Risultati:
- l’asciugamano oscilla ma non produce alcun suono percepibile.
Conclusioni
L’asciugamano, sebbene oscilli, non produce alcun suono in quanto il numero di vibrazioni nell’unità di tempo (la frequenza di oscillazione) non è sufficiente a perturbare l’aria circostante in
modo tale da far percepire il suono all’orecchio umano.
E7. IL PENDOLO
• Concetto: non tutte le vibrazioni producono un suono percepibile dall’orecchio umano.
• Materiale utilizzato:
- un pendolo.
• Procedimento:
- far oscillare il pendolo.
• Risultati:
- il pendolo oscilla ma non produce alcun suono percepibile.
Conclusioni
Il pendolo, sebbene oscilli, non produce alcun suono in quanto il numero di vibrazioni nell’unità
di tempo (la frequenza di oscillazione) non è sufficiente a perturbare l’aria circostante in modo
tale da far percepire il suono all’orecchio umano.
E8. MUSICA CON LE LAMINE METALLICHE
• Concetto: l’altezza del suono.
• Materiale utilizzato:
- due lamine metalliche di dimensione diversa, una è più lunga e più larga dell’altra.
• Procedimento:
- prendere una delle due lamine metalliche e appoggiarla sul tavolo in modo che sporga di
alcuni centimetri dal bordo;
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- tenere ben fissa al tavolo la parte della lamina su di esso appoggiata;
- abbassare l’estremità libera e poi lasciarla andare;
- ripetere il procedimento con l’altra lamina.
• Risultati:
- la lamina più grande genera un suono basso;
- la lamina piccola produce un suono acuto.
Conclusioni
Gli oggetti più piccoli producono un suono acuto, al contrario quelli grandi producono suoni più
bassi. Ciò dipende dal fatto che il numero di vibrazioni nell’unità di tempo è maggiore per gli
oggetti piccoli e minore per quelli grandi.
E9. MUSICA CON LE CANNE DI BAMBÙ
• Concetto: l’altezza del suono.
• Materiale utilizzato:
- alcuni segmenti di canna di bambù di diversa lunghezza.
• Procedimento:
- disporre sulla cattedra la serie delle canne di bambù, dalla più grande alla più piccola;
- prendere una canna di bambù per volta e soffiarvi dentro in modo da produrre un suono (è
possibile produrre i suoni anche percuotendo i segmenti di canna di bambù con una matita).
• Risultati:
- i suoni prodotti sono caratterizzati da una diversa altezza;
- le canne di bambù più corte generano suoni acuti;
- le canne di bambù più lunghe generano suoni gravi.
Conclusioni
Gli oggetti più corti producono un suono acuto, al contrario quelli lunghi producono suoni più
bassi. Ciò dipende dal fatto che il numero di vibrazioni nell’unità di tempo è maggiore per gli
oggetti piccoli e minore per quelli grandi. Ogni sistema sollecitato diventa sede di vibrazioni stazionarie di frequenza dipendente dalla sua lunghezza. La sollecitazione si propaga dall’estremo
in cui si produce all’altro, dove in parte si riflette indietro a produrre le onde stazionarie e in parte
si trasmette avanti nell’aria, diventando il suono che sentiamo.
E10. MUSICA CON I BARATTOLI
• Concetto: l’altezza del suono.
• Materiale utilizzato:
- alcuni vasetti di plastica di dimensioni diverse;
- una matita.
• Procedimento:
- disporre sulla cattedra la serie dei vasetti di plastica dal più grande al più piccolo;
- percuotere i vasetti con la matita.
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• Risultati:
- i suoni prodotti sono caratterizzati da una diversa altezza;
- i vasetti più piccoli generano suoni acuti;
- i vasetti più grandi generano suoni gravi.
Conclusioni
Gli oggetti piccoli producono un suono più acuto poiché il numero di vibrazioni al secondo è maggiore, mentre quelli grandi producono suoni più bassi perché il numero di vibrazioni nell’unità di
tempo è minore.
E11. L’INTENSITÀ DEL SUONO
• Concetto: l’intensità del suono.
• Materiale utilizzato:
- una lamina metallica;
- un pennarello;
- un foglio di carta A3;
- nastro adesivo.
• Procedimento:
- bloccare un’estremità della lamina sul banco;
- abbassare l’estremità libera di alcuni centimetri e poi lasciarla andare;
- ripetere il procedimento abbassando la lamina di un centimetro o due al massimo;
- fissare perpendicolarmente alla lamina il pennarello col nastro adesivo;
- appendere il foglio al muro all’altezza del banco;
- appoggiare la lamina al tavolo e avvicinare il banco al muro in modo che il pennarello possa
lasciare un segno sul foglio;
- ripetere le prime tre fasi del procedimento.
• Risultati:
- il suono prodotto abbassando molto la lamina prima di lasciarla andare è forte;
- il suono prodotto abbassando poco la lamina prima di lasciarla andare è debole;
- il segno lasciato dal pennarello quando viene abbassata molto la lamina ha una ampiezza
maggiore del segno lasciato dal pennarello quando la lamina viene abbassata poco.
Conclusioni
L’intensità del suono dipende dall’ampiezza dell’oscillazione della sorgente sonora, in particolare maggiore è l’ampiezza più forte è il suono generato.
E12. LA CAMPANELLA SOTTOVUOTO
• Concetto: il suono nel vuoto non si propaga.
• Materiale utilizzato:
- un barattolo da conserva di vetro;
- un tappo da applicare al barattolo con due valvole, una che permetta all’aria di uscire dal vaso
e l’altra che ne permetta il rientro;
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- una campanella appesa al tappo
- una macchina per creare il vuoto, solitamente utilizzata per la conservazione degli alimenti,
dotata di pompetta.
• Procedimento:
- applicare il tappo al vaso;
- scuotere il vaso e ascoltare il suono della campanella;
- con la macchina per il sottovuoto togliere l’aria che c’è nel vaso;
- scuotere di nuovo il barattolo e ascoltare.
• Risultati:
- scuotendo il vaso la prima volta si sente chiaramente il suono della campanella;
- scuotendo il vaso dopo aver tolto tutta l’aria possibile il suono della campanella è molto flebile.
Conclusioni
Il suono nel vuoto non si propaga: togliendo l’aria dal vaso non si percepisce il suono come prima
poiché esso per propagarsi necessita di un mezzo, in questo caso l’aria. Nell’esperimento proposto il suono seppure più debole comunque si sente poiché, con i materiali utilizzati, non è possibile creare un grande vuoto per cui nel vaso rimane sempre un po’ d’aria.
E13. LA PROPAGAZIONE DEL SUONO NELL’ARIA
• Concetto: il suono si propaga nell’aria.
• Materiale utilizzato:
- un secchiello di plastica;
- un guanto in lattice;
- un elastico;
- alcuni semini neri solitamente utilizzati come mangime per uccelli;
- un coperchio di pentola;
- un mestolo di legno o di metallo.
• Procedimento:
- posizionare il guanto in lattice sull’apertura del secchiello e fissarlo con l’elastico in modo
da costruire un tamburo artigianale;
- spargere alcuni semini sul guanto, sulla membrana del tamburo;
- prendere in mano il coperchio di pentola e colpirlo con il mestolo a poca distanza dal tamburo.
• Risultati:
- a causa del colpo prodotto i semi vibrano e saltellano sulla membrana del tamburo.
Conclusioni
Il suono si propaga nell’aria. Con il colpo dato dal mestolo sul coperchio viene prodotta una
vibrazione che si propaga dal coperchio alle molecole d’aria circostanti le quali, a loro volta, propagano la perturbazione a quelle vicine fino a farla arrivare al tamburo e oltre. La membrana del
tamburo, la cui caratteristica è l’elasticità, percepisce la perturbazione delle molecole d’aria ed
inizia a vibrare, provocando a sua volta il movimento dei semini.
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E14. IL TELEFONO CON LO SPAGO
• Concetto: il suono si propaga nei solidi.
• Materiale utilizzato:
- due barattoli di alluminio per alimenti, solo con il fondo (si possono usare anche due bicchieri
di plastica);
- un chiodo ed un martello;
- alcuni metri di spago.
• Procedimento:
- con chiodo e martello produrre un buco al centro del fondo di ogni barattolo;
- inserire le due estremità dello spago nei fori dei barattoli e bloccarle con un nodo;
- due bambini prendono in mano un barattolo ciascuno, uno avvicina l’apertura del barattolo
all’orecchio e l’altro alla bocca e pronuncia una parola;
- un terzo bambino stringe lo spago tra le dita;
- i due bambini con i barattoli riprendono la comunicazione;
- tagliare lo spago;
- riprendere di nuovo la comunicazione.
• Risultati:
- nella prima situazione, barattoli collegati con lo spago, si percepiscono le parole del compagno che parla;
- nel secondo caso, spago stretto tra le dita, le parole si percepiscono ma non è possibile comprenderle;
- nella terza situazione, barattoli non collegati, non si percepiscono più le parole.
Conclusioni
Il suono si propaga nei solidi, in questo caso lo spago. La perturbazione prodotta dalla voce
umana si propaga al barattolo e al filo fino a raggiungere l’altro barattolo. Quando il filo è
stretto tra le dita la vibrazione non si propaga come prima poiché l’elasticità del filo viene
ridotta.
E15. IL DIAPASON NELL’ACQUA
• Concetto: le vibrazioni si propagano nei liquidi.
• Materiale utilizzato:
- un diapason;
- un contenitore di plastica;
- acqua.
• Procedimento:
- riempire d’acqua il contenitore;
- colpire su una superficie solida i rebbi del diapason per indurli a vibrare;
- immergere i rebbi nell’acqua.
• Risultati:
- nell’acqua si formano piccole onde.
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Conclusioni
Le vibrazioni del diapason si propagano nell’acqua e ciò è dimostrato dal formarsi di piccole onde
che si allargano verso i bordi del contenitore. Il suono si propaga non solo nell’aria e nei solidi,
ma anche nei liquidi. A supporto di ciò si suggerisce di portare l’esempio delle orecchie immerse
in acqua per capire che il suono si propaga con la vibrazione.
E16: ASCOLTARE CON L’ORECCHIO APPOGGIATO AL TAVOLO (v. tabella con scheda)
• Concetto: la velocità del suono.
• Materiale utilizzato:
- il banco o un tavolo qualsiasi.
• Procedimento:
- battere un colpo sul tavolo con le nocche della mano;
- appoggiare l’orecchio al tavolo;
- battere di nuovo con le nocche.
• Risultati:
- si percepisce meglio il secondo colpo rispetto al primo.
Conclusioni
Nella seconda situazione è possibile percepire il suono e la vibrazione del materiale.
Il suono viaggia a velocità diversa in mezzi diversi: in particolare viaggia più lentamente nell’aria,
più velocemente nei liquidi e più velocemente ancora nei solidi.
E17. I SEMI SUL TAMBURO
• Concetto: la rilevazione del suono.
• Materiale utilizzato:
- un bicchiere di plastica;
- cellophane;
- un elastico;
- semini neri;
- una radio.
• Procedimento:
- tagliare il fondo del bicchiere e sostituirlo con del cellophane da fissare con l’elastico;
- posizionare il bicchiere capovolto sopra la cassa della radio;
- spargere sul cellophane alcuni semini;
- accendere la radio.
• Risultati:
- con la radio accesa i semi vibrano.
Conclusioni
i rilevatori di suoni hanno caratteristiche tali da percepire l’onda sonora e trasformarla in un’altro segnale (vibrazione) percepibile. Un caso molto semplice è quello di una membrana elastica
ben tesa che percepisce la perturbazione che si propaga nell’aria, vibrando.
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E18. I DUE DIAPASON
• Concetto: la rilevazione del suono.
• Materiale utilizzato:
- due diapason.
• Procedimento:
- fare vibrare i rebbi di uno dei due diapason;
- avvicinare i due diapason;
- avvicinare l’orecchio al secondo diapason.
• Risultati:
- il secondo diapason, sebbene non venga battuto sul tavolo, inizia a vibrare ed è possibile percepirne il suono.
Conclusioni
Il secondo diapason percepisce le vibrazioni del primo che si trasmettono attraverso l’aria.
Si può ripetere l’esperimento appoggiando il primo diapason sul tavolo e poi il secondo, per constatare che il tavolo trasmette in modo più efficace la vibrazione dal primo al secondo diapason.
E19. IL PADIGLIONE AURICOLARE
• Concetto: la funzione del padiglione auricolare.
• Materiale utilizzato:
- le mani;
- una radio.
• Procedimento:
- accendere la radio;
- mettere le mani a coppa dietro le orecchie;
- coprire i padiglioni auricolari con le mani.
• Risultati:
- con le mani a coppa dietro le orecchie si percepisce il suono più fortemente;
- coprendo il padiglione si sente la musica debolmente.
Conclusioni
La parte più esterna dell’apparato uditivo è costituita dal padiglione auricolare, la cui funzione
è quella di raccogliere e convogliare le onde sonore verso il condotto uditivo.
E20. L’IMBUTO
• Concetto: descrizione dell’orecchio esterno.
• Materiale utilizzato:
- un imbuto;
- un pezzetto di tubo di gomma lungo 10 cm;
- un pezzetto di lattice;
- un elastico;
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- qualche granello di zucchero;
- un coperchio di pentola;
- un mestolo.
• Procedimento:
- fissare in fondo all’imbuto il tubo di gomma;
- coprire l’estremità libera del tubo col lattice, per fissarlo usare l’elastico;
- cospargere con i granelli di zucchero la membrana in lattice;
- colpire col mestolo il coperchio di pentola vicino all’apertura dell’imbuto.
• Risultati:
- con il colpo i granelli di zucchero saltellano.
Conclusioni
È possibile paragonare l’imbuto all’orecchio esterno. In particolare, l’imbuto riproduce il padiglione auricolare, il tubo di gomma riproduce il condotto uditivo e la membrana in lattice il timpano. La vibrazione sonora viene raccolta e convogliata dal padiglione verso il condotto uditivo che
lo trasmette fino al timpano il quale, per le sue specifiche caratteristiche, percepisce la perturbazione ed inizia ad oscillare.
Esperimento 21: la mattonella sulla pasta di sale
• Concetto: la pressione come forza distribuita su una superficie.
• Materiale utilizzato:
- pasta di sale;
- una mattonella.
• Procedimento:
- stendere la pasta di sale in modo che abbia un altezza di due o tre cm;
- posizionare orizzontalmente la mattonella sulla pasta;
- stendere di nuovo la pasta;
- posizionare verticalmente la mattonella sulla pasta.
• Risultati:
- la mattonella lascia un segno più profondo sulla pasta quando è posizionata verticalmente.
Conclusioni
L’impronta è più profonda quando la mattonella è posta in verticale poiché esercita la sua forza
peso su una superficie minore. La pressione, infatti, è una forza distribuita su una superficie: la
forza rimane la stessa (il peso della mattonella), mentre la pressione è inversamente proporzionale alla superficie.
E22. LA BOTTIGLIA CON I FORI TUTTI ALLA STESSA ALTEZZA
• Concetto: per tutti i punti che si trovano ad una stessa altezza la pressione è la medesima.
• Materiale utilizzato:
- una bottiglia di plastica;
- un chiodo rovente;
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- una bacinella di plastica dal diametro di 40 cm;
- una brocca d’acqua.
• Procedimento:
- produrre con il chiodo rovente alcuni fori sulla bottiglia, tutti alla stessa altezza;
- posizionare verticalmente la bottiglia nella bacinella;
- riempire la bottiglia d’acqua.
• Risultati:
- l’acqua esce dai fori della bottiglia in zampilli tutti uguali tra loro.
Conclusioni
La pressione del liquido ad una determinata altezza è uguale in tutte le direzioni ed è per questo
che gli zampilli hanno la stessa intensità.
E23. LA BOTTIGLIA CON I FORI ALLINEATI IN VERTICALE
• Concetto: comportamento della pressione in un fluido (principio di Pascal).
• Materiale utilizzato:
- una bottiglia di plastica;
- un chiodo rovente;
- una bacinella di plastica dal diametro di 40 cm;
- una brocca d’acqua;
- nastro adesivo.
• Procedimento:
- tenere la bottiglia in verticale e produrre, con il chiodo rovente, alcuni fori uno sotto l’altro
in modo da ottenere una serie di buchi allineati secondo la lunghezza della bottiglia;
- coprire i fori con il nastro adesivo;
- riempire la bottiglia d’acqua e tapparla;
- prendere la bottiglia in mano, posizionarla orizzontalmente e schiacciare sotto i fori con le
dita;
- togliere il nastro adesivo continuando ad esercitare pressione.
• Risultati:
- dai fori della bottiglia esce l’acqua in zampilli tutti uguali tra loro.
Conclusioni
Gli zampilli d’acqua fuoriescono dalla bottiglia con la stessa intensità e con la stessa altezza poiché in un fluido la pressione esercitata in un punto si trasmette in tutte le direzioni a tutti i punti
del fluido (principio di Pascal).
E24. IL TUBO D’ACQUA
• Concetto: comportamento della pressione in un fluido (principio di Pascal).
• Materiale utilizzato:
- un tubo di plastica lungo 40 cm;
- due pezzetti di lattice, ricavati da un guanto;
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- due elastici;
- una brocca d’acqua.
• Procedimento:
- sigillare una delle due estremità del tubo con un pezzetto di lattice bloccato con l’elastico;
- riempire il tubo d’acqua;
- sigillare l’altra estremità allo stesso modo della prima;
- premere col dito ad una delle due estremità ed osservare ciò che accade all’altra.
• Risultati:
- l’estremità non schiacciata sporge verso l’esterno.
Conclusioni
La pressione in un punto del fluido si trasmette a tutti i punti del fluido, che è praticamente
incomprimibile, ed è per questo che schiacciando ad una delle estremità del tubo l’altra sporge.
E25. LA BOLLA D’ARIA NELLA SIRINGA PIENA D’ACQUA
• Concetto: comprimibilità ed elasticità dell’aria.
• Materiale utilizzato:
- una siringa da 60 ml;
- una brocca d’acqua.
• Procedimento:
- riempire la siringa d’acqua;
- aspirare con la siringa un po’ d’aria in modo che si crei all’interno del liquido una bolla;
- con un dito tappare l’ugello della siringa;
- comprimere il pistone;
- tirare il pistone verso l’esterno.
• Risultati:
- comprimendo il pistone il volume della bolla d’aria diminuisce;
- tirando il pistone il volume della bolla d’aria aumenta.
Conclusioni
L’aumento di pressione, dovuto alla compressione del pistone, viene trasmesso dall’acqua all’aria, così come la diminuzione della pressione dovuta al fatto che il pistone viene tirato verso l’esterno. La bolla d’aria reagisce all’aumento e alla diminuzione di pressione comprimendosi ed
espandendosi. In particolare, il volume aumenta o diminuisce secondo una legge di proporzionalità inversa rispetto alla pressione. Attraverso l’esperimento si osserva, oltre che la comprimibilità, anche l’elasticità dell’aria che ritorna ad assumere il volume di partenza: si vede lo stantuffo
tornare nel punto in cui era prima della compressione.
E26. IL PALLONCINO GONFIATO D’ARIA
• Concetto: compressibilità dell’aria.
• Materiale utilizzato:
- un palloncino gonfiato d’aria.
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• Procedimento:
- posizionare il palloncino, gonfiato d’aria e annodato, sul tavolo;
- con la mano premere sul palloncino più volte.
• Risultati:
- il palloncino si comprime e torna alla sua posizione iniziale.
Conclusioni
L’aria si comprime e torna alla posizione d’equilibrio iniziale grazie alla caratteristica di essere
comprimibile ed elastica.
E27. IL TUBO DI KUNDT
• Concetto: la natura ondulatoria del suono.
• Materiale utilizzato:
- un tubo cilindrico di vetro;
- polvere di sughero;
- un generatore di suono.
• Procedimento:
- cospargere l’interno del tubo con la polvere di sughero;
- generare un suono vicino all’imboccatura del tubo.
• Risultati:
- la polvere si dispone in mucchietti disposti perpendicolarmente alla lunghezza del tubo.
Conclusioni
Il suono generato si è propagato lungo il tubo attraverso l’aria la cui oscillazione ha provocato
lo spostamento della polvere di sughero che si è disposta in mucchietti, esplicitando la natura di
onda di compressione del suono.
E28. L’IMPULSO LUNGO LA MOLLA
• Concetto: le onde trasmettono il segnale (energia) ma non materia.
• Materiale utilizzato:
- una molla di plastica.
• Procedimento:
- tendere la molla alle due estremità allungandola in posizione orizzontale
- in prossimità di una delle estremità ravvicinare alcune spire e poi lasciarle andare.
• Risultati:
- l’impulso viaggia lungo la molla.
Conclusioni
Le spire trasmettono l’impulso l’una all’altra tornando poi nella loro posizione d’equilibrio. Lo
stesso accade alle molecole d’aria che durante la trasmissione della perturbazione non si spostano dalla sorgente al rilevatore ma oscillano avanti e indietro rispetto alla loro posizione d’equilibrio, per poi tornarvi una volta passata la perturbazione.
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E29. L’IMPULSO LUNGO DUE MOLLE DI DIMENSIONE DIVERSA
• Concetto: un’onda si trasmette con velocità diverse in mezzi diversi.
• Materiale utilizzato:
- due molle di plastica;
- due fascette di plastica.
• Procedimento:
- collegare le molle con le fascette;
- tendere le molle in posizione orizzontale;
- in prossimità di una delle estremità ravvicinare alcune spire e poi lasciarle andare.
• Risultati:
- l’impulso viaggia a velocità diverse lungo le due molle, in particolare è più veloce nella molla
piccola.
Conclusioni
Le onde viaggiano a velocità diverse in mezzi diversi e ciò dipende dalle caratteristiche del mezzo
stesso. Nel caso delle molle, le spire della molla piccola sono più vicine tra loro rispetto a quelle
della molla più grande e quindi trasmettono l’impulso più velocemente. Lo stesso accade per le
onde sonore: viaggiano più velocemente nel mezzo le cui molecole sono molto vicine le une alle
altre e ciò spiega la maggiore velocità nei solidi e la minore velocità nell’aria.
E30. GIOCANDO A RIPRODURRE L’ONDA: L’IMPULSO LUNGO UNA FILA DI BAMBINI
• Concetto: le onde trasmettono energia ma non materia.
• Materiale utilizzato:
- non è necessario alcun materiale, è necessaria invece la partecipazione dei bambini.
• Procedimento:
- i bambini in piedi si dispongono in riga;
- il capofila pensa un messaggio verbale e lo trasmette al vicino, quest’ultimo lo trasmette al
compagno accanto e così via finché il messaggio giunge all’ultimo della riga;
- ora il capofila, a gambe leggermente divaricate, oscilla verso il compagno accanto in modo
da avere un contatto spalla a spalla;
- il secondo bambino trasmette l’oscillazione al terzo e così fino alla fine della fila.
• Risultati:
- il messaggio e il movimento si sono propagati dal primo all’ultimo componente della fila.
Conclusioni
La propagazione è avvenuta senza uno spostamento dei bambini, ma soltanto attraverso una
oscillazione del corpo rispetto alla posizione di equilibrio.
E31. LA VELOCITÀ DELL’IMPULSO LUNGO UNA FILA DI BAMBINI
• Concetto: un’onda si trasmette con velocità diverse in mezzi diversi.
• Materiale utilizzato:
- un cronometro.
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È necessaria la partecipazione dei bambini.
• Procedimento:
- i bambini in piedi si dispongono in riga;
- il capofila, a gambe leggermente divaricate, oscilla verso il compagno accanto in modo da
avere un contatto spalla a spalla, il secondo bambino trasmette l’oscillazione al terzo e così
via fino all’ultimo della fila;
- l’insegnate dà il via e cronometra il tempo impiegato per far giungere il movimento dal primo
all’ultimo della fila;
- i bambini si distanziano l’uno dall’altro in modo da allungare la fila e ripetono la trasmissione del movimento, l’insegnante li cronometra;
- i bambini si avvicinano l’uno all’altro in modo da accorciare il più possibile la fila e ripetono l’attività mentre l’insegnante li cronometra.
• Risultati:
- l’oscillazione si è propagata dal primo all’ultimo componente della fila con velocità diverse
nelle tre situazioni. In particolare la propagazione è più veloce quando la fila è ravvicinata,
più lenta quando la fila è allungata e impiega un tempo intermedio nel primo caso.
Conclusioni
Così come accade nelle molle, anche l’impulso lungo la fila costituita dai bambini viaggia a velocità diverse a seconda di quanto siano vicini o lontani i componenti della fila. È possibile effettuare un paragone tra la fila dei bambini ed i mezzi di propagazione del suono: la fila allungata
corrisponde al mezzo aria in cui il suono viaggia lentamente per il fatto che le molecole sono
distanziate tra loro; la fila iniziale corrisponde ai liquidi, in cui il suono viaggia più velocemente
rispetto all’aria proprio perché le molecole sono più vicine tra loro; infine, la fila ravvicinata è
paragonabile ai solidi, molto compatti, che per tale caratteristica propagano il suono con velocità molto elevate.
E32. ASCOLTANDO LA MUSICA
• Concetto: le onde sonore viaggiano in tutte le direzioni.
• Materiale utilizzato:
- una radio.
• Procedimento:
- far sedere i bambini in cerchio;
- al centro del cerchio posizionare la radio ed accenderla.
• Risultati:
- la musica giunge alle orecchie di tutti i bambini.
Conclusioni
Le onde sonore si propagano in tutte le direzioni attraverso onde concentriche che si allontanano dalla sorgente.
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esplorare per interpretare nella scuola primaria
IL SUONO
Strumenti didattici
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IL SUONO
Strumenti didattici
Gli strumenti didattici consistono nel test presentato in ingresso ed in uscita, composto da diciotto items relativi alle diverse tematiche affrontate nell’attività e nelle schede didattiche che costituiscono il supporto per la realizzazione in classe del percorso proposto. Ogni scheda propone
diversi esperimenti per ciascuno dei quali gli alunni sono invitati a formulare le ipotesi relative
all’esito dell’esperimento, quindi ad osservare i risultati ottenuti confrontandoli con le previsioni
ed infine a trarre le opportune conclusioni.
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TEST D’INGRESSO E D’USCITA
IL SUONO
Nome:
Cognome:
Classe:
Scuola:
1. Pensa alla tua esperienza di tutti i giorni e racconta tre situazioni in cui hai sentito un suono.
A: ___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
B: ___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
C: ___________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. Affinché tu possa sentire i suoni sono necessarie tre cose; pensa alle situazioni descritte:
• la voce della mamma che ti chiama;
• un’automobile che passa poco lontano da te;
• tu che batti le mani.
Cerca ciò che hanno in comune e prova ad elencare i tre elementi necessari per sentire un suono.
1: ___________________________________________________________________________
2: ___________________________________________________________________________
3: ___________________________________________________________________________
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3. Qui di seguito sono elencati alcuni oggetti: descrivi come li utilizzeresti per produrre un suono
e come lo producono.
OGGETTO
COME LO UTILIZZO
COME FA A PRODURRE
UN SUONO
Stecca da disegno
_______________________
_______________________
_______________________
_________________________
_________________________
_________________________
Elastico
_______________________
_______________________
_______________________
_________________________
_________________________
_________________________
Due pennarelli
_______________________
_______________________
_______________________
_________________________
_________________________
_________________________
4. Giochiamo a far musica con alcuni barattoli di plastica di diversa grandezza. Dopo aver messo
i barattoli in fila dal più grande al più piccolo battiamo su ognuno con una matita.Ti aspetti che:
❐ i suoni siano tutti uguali
❐ i suoni siano tutti diversi
Spiega la tua previsione. ___________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Se prevedi che siano tutti diversi, i suoni saranno:
❐ più alti quelli prodotti dai barattoli più piccoli
❐ più alti quelli prodotti dai barattoli più grandi
Spiega la tua previsione. ___________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5. Lorenzo sta giocando con la stecca da disegno: lui tiene ferma un’estremità sul tavolo mentre
l’altra l’abbassa e la lascia andare cosicché la stecca inizia ad oscillare. Lorenzo si è accorto che
la stecca produce un suono forte oppure un suono debole a seconda di quanto abbassa la stecca.
Ritieni che la stecca produca il suono più forte quando:
❐ Lorenzo abbassa poco la stecca
❐ Lorenzo abbassa molto la stecca
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6. Una volta che è stato prodotto, un suono arriva fino a noi. Come? Spiega.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
7. Il suono viaggia:
❐ solo attraverso l’aria
❐ attraverso l’aria e anche attraverso i corpi solidi come un muro o un tavolo
❐ attraverso l’aria, attraverso i corpi solidi e anche attraverso i liquidi come l’acqua
8. Facciamo cadere un barattolo di alluminio vuoto in una stanza con la porta chiusa. Tu ti trovi
nella stanza accanto. Puoi udire il tonfo?
❐ SI
❐ NO
Perché? Spiega. ___________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
9. Immagina di trovarti con le orecchie immerse nell’acqua, ad esempio nella vasca da bagno o
in piscina. Facciamo cadere un piccolo oggetto pesante, come un anello, sul fondo della vasca o
della piscina. Puoi udire il tonfo?
❐ SI
❐ NO
Perché? Spiega. ___________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
10. Circa trecento anni fa uno scienziato di nome Robert Boyle volle fare un esperimento. Egli mise
un orologio dal forte ticchettio in una palla di vetro e con una pompa apposita tolse l’aria dalla
palla. Secondo te alla fine dell’esperimento, quando nella palla non c’era più aria, Robert Boyle:
❐ udiva ancora il ticchettio dell’orologio
❐ non udiva più il ticchettio dell’orologio
Perché?_______________________________________________________________________
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11. Immagina che qualcuno, a parecchia distanza da te, batta un colpo con un martello su una
rotaia del treno. Senti il suono prima se:
❐ rimani in piedi e tendi l’orecchio
❐ appoggi l’orecchio alla rotaia del treno
Perché?_______________________________________________________________________
Il suono viaggia:
❐ sempre alla stessa velocità in tutti i mezzi
❐ più velocemente nell’aria
❐ più velocemente nei liquidi
❐ più velocemente nei corpi solidi
12. Prendo un tamburo e lo cospargo di zucchero. Vicino al tamburo batto con un mestolo su un
coperchio di pentola. Ti aspetti che:
❐ non succeda niente
❐ i granelli di zucchero reagiscano al suono del coperchio
❐ altro
Motiva la tua risposta. ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
13. Qual è la parte del nostro corpo che ci permette di udire i suoni?
______________________________________________________________________________
Se conosci alcune sue parti elencale. ________________________________________________
______________________________________________________________________________
14. Matilde gioca con un palloncino pieno d’acqua e, con l’aiuto della mamma, fa quattro fori
alla stessa altezza, circa a metà palloncino. Matilde osserva ciò che accade. Secondo te:
❐ dai fori prodotti esce l’acqua
❐ dai fori non esce nulla
Motiva la tua risposta. ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Se stringi il palloncino in modo che esca l’acqua ti aspetti che le quattro fontanelle siano:
❐ tutte uguali
❐ diverse
Perché? Spiega. ____________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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15. Immagina di camminare in riva al mare dove la sabbia è bagnata. Cammini per un tratto con
le scarpe da ginnastica e per un altro tratto con i tacchi a spillo.
Come saranno le impronte lasciate?
❐ tutte uguali
❐ più profonde quelle lasciate dalle scarpe da ginnastica
❐ più profonde quelle lasciate dai tacchi a spillo
Perché? Spiega. _________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
16. Linda e Maria giocano con la corda, ognuna di loro tiene in mano un’estremità. Linda ad un
certo punto alza e abbassa velocemente la corda provocando un’onda che viaggia fino all’altro
capo (Maria). Quando facciamo viaggiare un’onda da una sorgente (Linda) ad un ricevitore
(Maria) che cosa parte e che cosa arriva? ____________________________________________
_______________________________________________________________________________
Spiega: cosa si muove? __________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ciò che si muove è anche ciò che viaggia? (Spiega)
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
17. Rappresenta nel riquadro il suono
che si allontana dalla campana.
Spiega il disegno.
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Mentre si allontana dalla campana, il suono:
❐ si affievolisce
❐ rimane sempre uguale
❐ diventa più forte
Perché? _______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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18. Nella figura 1 è rappresentato un tamburo; i puntini sono invece le molecole d’aria che stanno attorno al tamburo. Quando col bastoncino colpiamo il tamburo e produciamo un suono, come
si comporta l’aria? Disegna i puntini nel secondo riquadro.
FIGURA 1
FIGURA 2
Spiega il tuo disegno. _____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
L’aria vicina al tamburo:
❐ non si sposta
❐ si sposta. Come? ______________________________________________________________
L’aria che ha toccato il tamburo è arrivata fino alla persona che ha udito il suono?
❐ SI
❐ NO
Spiega. _________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SCHEDE PER STUDENTI
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SEZIONE A. LE SORGENTI SONORE
In questa sezione si studia come viene prodotto un suono ed alcune sue proprietà, in particolare
altezza ed intensità.
Sul tavolo ci sono diversi oggetti: osservali.
Secondo te possono essere utilizzati per produrre un
suono? Se si come?
Scrivi la tua ipotesi completando la scheda qui di seguito nella sezione PREVISIONE.
La lamina produce un suono?
❐ SI
❐ NO
Come? ________________________________________________________________________
La risma di fogli produce un suono? ❐ SI
❐ NO
Come? _________________________________________________________________________
L’elastico produce un suono?
❐ SI
❐ NO
Come? _________________________________________________________________________
Il diapason produce un suono?
❐ SI
❐ NO
Come? _________________________________________________________________________
Il campanello produce un suono?
❐ SI
❐ NO
Come? _________________________________________________________________________
L’asciugamano produce un suono?
❐ SI
❐ NO
Come? _________________________________________________________________________
Il pendolo produce un suono?
❐ SI
❐ NO
Come? _________________________________________________________________________
Le tue previsioni sono sempre confermate facendo la prova? (Spiega)
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Considera almeno tre oggetti che secondo te producono un suono: cosa c’è in comune nel loro
modo di produrre un suono?
Oggetti: 1. _____________________ 2._____________________ 3. _____________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SCHEDA A1. LA LAMINA METALLICA E LA RISMA DI FOGLI
Prendiamo la lamina metallica, teniamo premuta un’estremità sul tavolo. Spostiamo verso il basso l’estremità libera e poi lasciamola andare.
Come pensi che si comporterà la lamina?
❐ rimane ferma
❐ si muove: illustra come ______________________
____________________________________________
____________________________________________
Come pensi che si comporterà la lamina col passare del tempo ?
❐ si muove su e giù sempre allo stesso modo
❐ si muove su e giù sempre meno finché si ferma
❐ si muove su e giù sempre di più
Dopo aver lasciato andare l’estremità libera della lamina pensi di:
❐ udire un suono
❐ non udire nulla
Col passare del tempo pensi di:
❐ sentire un suono sempre uguale
❐ sentire un suono sempre più debole che poi scompare
❐ sentire un suono sempre più forte
Proviamo. Come si è comportata la lamina quando abbiamo lasciato andare l’estremità? __________
_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Com’è cambiato il suo moto col passare del tempo? ____________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Hai potuto udire qualcosa? (spiega se hai udito un suono a cosa pensi sia dovuto e come è cambiato nel tempo) _________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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Prendiamo la risma di fogli, posizioniamola sul tavolo facendone sporgere una parte. Spostiamo verso il
basso l’estremità sporgente e poi lasciamola andare
come abbiamo fatto con la lamina.
Come pensi che si comporterà il pacchetto di fogli?
❐ rimane fermo
❐ oscilla su e giù
Come pensi che cambi il moto del pacchetto di fogli col passare del tempo?
❐ si muove sempre allo stesso modo
❐ si muove sempre meno finché si ferma
❐ si muove sempre di più
Dopo aver lasciato andare i fogli pensi di:
❐ udire un suono
❐ non udire nulla
Se hai risposto “udire un suono”, col passare del tempo pensi di:
❐ sentire un suono sempre uguale
❐ sentire un suono sempre più debole che poi scompare
❐ sentire un suono sempre più forte
Proviamo. Come si è comportato il pacchetto di fogli quando abbiamo lasciato andare l’estremità che sporgeva dal tavolo? ______________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Cos’è successo col passare del tempo? _______________________________________________
_________________________________________________________________________________
Hai potuto udire qualcosa? _______________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Illustra ciò che accade, come cambia nel tempo e come lo spieghi ________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Puoi concludere che: _____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SCHEDA A2. L’ELASTICO, IL DIAPASON ED IL CAMPANELLO
Dopo aver preso l’elastico lo tendiamo ai due estremi.
Quindi lo prendiamo fra pollice ed indice e tiriamo leggermente verso di noi, infine lo lasciamo andare.
Una volta lasciato andare, cosa fa l’elastico?
❐ rimane fermo
❐ inizia a vibrare.
Una volta lasciato andare l’elastico pensi di:
❐ udire un suono
❐ non udire nulla
Se hai risposto “udire un suono”, che cosa lo produce? _________________________________
_________________________________________________________________________________
Proviamo. Come si è comportato l’elastico?___________________________________________
_________________________________________________________________________________
Hai potuto udire un suono? ________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Da che cosa è stato prodotto? ______________________________________________________
Prendiamo il diapason, e dopo aver colpito rebbi sul
tavolo avviciniamolo all’orecchio.
Poi prendiamo il campanello e agitiamolo in modo che
il batacchio colpisca il metallo.
Come pensi che si comporti il diapason? ___________
____________________________________________
Come pensi che si comporti il campanello? _________
____________________________________________
Proviamo. Con il diapason è successo quello che avevi previsto?
❐ SI
❐ NO
Spiega. ________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Con il campanello è successo quello che avevi previsto?
❐ SI
❐ NO
Spiega. ________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SCHEDA A3. L’ASCIUGAMANO ED IL PENDOLO
Prendiamo l’asciugamano ed agitiamolo.
Pensi di poter udire qualcosa mentre l’asciugamano
oscilla? ______________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Proviamo. È successo quello che avevi previsto?
❐ SI ❐ NO
Spiega. ______________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Prendiamo il pendolo e facciamolo oscillare da una
parte e dall’altra.
Prevedi di udire un suono durante il suo movimento?
____________________________________________
____________________________________________
È successo quello che avevi previsto? ❐ SI ❐ NO
Spiega. ______________________________________
____________________________________________
Cosa puoi concludere? __________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Concludiamo insieme ripensando agli esperimenti fin qui svolti:
_______________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SCHEDA A4. L’ALTEZZA DEI SUONI
Mettiamo in fila, dalla più grande alla più piccola, le
lamine metalliche. Teniamo premuta un’estremità al
tavolo mentre l’altra la facciamo oscillare.
Ti aspetti che:
❐ i suoni siano tutti uguali tra loro
❐ i suoni siano tutti diversi tra loro
Se hai risposto “suoni diversi” prevedi che:
❐ la lamina più grande produca un suono più basso e la lamina piccola un suono più alto
❐ la lamina più grande produca un suono più alto e la lamina più piccola un suono più basso
Proviamo. Che suono ha prodotto la lamina grande? ____________________________________
_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Che suono ha prodotto la lamina piccola? _______________________________________________
_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Prendiamo una serie di canne di bambù di diversa lunghezza e soffiamoci dentro.
La canna di bambù più corta produce:
❐ un suono alto
❐ un suono basso
La canna di bambù più lunga produce:
❐ un suono alto
❐ un suono basso
Proviamo. La canna di bambù più corta ha prodotto un suono ___________________________
_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
La canna di bambù più lunga ha prodotto un suono ____________________________________
_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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Mettiamo in fila sul tavolo, dal più grande al più piccolo, alcuni barattoli di plastica e colpiamoli con una
matita in modo che si produca un suono.
Ti aspetti che il barattolo piccolo produca:
❐ un suono alto, acuto
❐ un suono basso, grave
Ti aspetti che il barattolo grande produca:
❐ un suono alto, acuto
❐ un suono basso, grave
Proviamo. Il barattolo più piccolo ha prodotto un suono _________________________________
_________________________________________________________________________________
Il barattolo più grande ha prodotto un suono __________________________________________
_________________________________________________________________________________
Cosa puoi concludere ripensando a queste tre esperienze? _______________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SCHEDA A5. L’INTENSITÀ DEI SUONI
Prendiamo la lamina metallica, blocchiamo un’estremità al tavolo quindi abbassiamo di alcuni
centimetri l’estremità libera e poi lasciamola andare.
Ripetiamo il procedimento, questa volta spostando di un solo centimetro verso il basso la lamina.
Ti aspetti di udire:
❐ due suoni uguali
❐ due suoni diversi
Il secondo suono, rispetto al primo, è:
❐ più forte
❐ meno forte
❐ di uguale intensità
Proviamo. Il primo suono è risultato __________________ rispetto al secondo. Il secondo suono
è risultato _______________ rispetto al primo.
Ora, perpendicolarmente alla stecca, fissiamo con del nastro adesivo un pennarello e appendiamo sul muro un foglio bianco. Appoggiamo la lamina sul banco e avviciniamo il banco al muro in
modo che il pennarello possa lasciare un segno sul foglio.
Ora ripetiamo l’esperimento precedente.
Ti aspetti che i segni lasciati dal pennarello siano:
❐ uguali
❐ diversi
Il secondo segno, rispetto al primo, è:
❐ più lungo (ha un’ampiezza maggiore)
❐ meno lungo (ha un’ampiezza minore)
❐ di uguale ampiezza
Proviamo. Il primo segno è _______________ del secondo. Il secondo segno è ___________
___________ del primo.
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ______________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SEZIONE B. LA PROPAGAZIONE DEL SUONO
In questa sezione si studiano i mezzi in cui viaggia il suono, la velocità di propagazione, la riflessione e la natura del suono.
SCHEDA B1. IL SUONO NON VIAGGIA NEL ______________________
Prendiamo in mano il barattolo di vetro con la campanella
attaccata sul fondo e scuotiamolo in modo da far suonare
la campanella. Con la macchina per il sottovuoto togliamo
l’aria che c’è nel vaso. Ora scuotiamo di nuovo il barattolo
e proviamo ad ascoltare il suono della campanella.
Nella prima situazione, vaso con aria, prevedi di:
❐ udire il suono della campanella
❐ non udire il suono della campanella
Nel secondo caso, vaso senza l’aria, prevedi di:
❐ udire il suono della campanella
❐ non udire il suono della campanella
Il suono della campanella che si trova nel barattolo senza l’aria, se per caso si sente, è
❐ uguale
❐ più forte
❐ più debole
del suono della campanella che si trova nel barattolo con l’aria.
Perché? _______________________________________________________________________
Spiega le tue previsioni. ___________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Proviamo. L’esperimento ha confermato la tua previsione?
❐ SI
❐ NO
Riporta i risultati nella tabella seguente.
Cosa puoi concludere? ___________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SCHEDA B2. IL SUONO VIAGGIA NELL’ _________________
Appoggiamo il tamburo sul tavolo e mettiamo sulla membrana alcuni semini neri. Prendiamo in mano il coperchio
di pentola e colpiamolo col mestolo non lontano dal tamburo. Osserviamo ciò che accade ai semini.
Come si comporteranno i semini?
❐ rimangono fermi
❐ si muovono
Come si comporterà la membrana del tamburo?
❐ inizia a vibrare
❐ rimane ferma
Proviamo. Come spieghi ciò che osservi? _____________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Che cosa fa:
• il mestolo che batte sul coperchio __________________________________________________
• l’aria _________________________________________________________________________
• la membrana del tamburo _______________________________________________________
• il tuo orecchio _________________________________________________________________
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
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SCHEDA B3. IL SUONO SI PROPAGA NEI SOLIDI _______________________
Prendiamo i due barattoli collegati con lo spago. Uno di
voi avvicina un barattolo all’orecchio mentre un altro lo
avvicina alla bocca e pronuncia una parola nel barattolo.
Successivamente un terzo alunno stringe tra le dita lo
spago mentre la comunicazione è in corso.
Ripetiamo l’esperimento con i due barattoli non collegati
dallo spago e confrontiamo le due esperienze.
Nella prima situazione, barattoli collegati con lo spago,
prevedi che il bambino che ha avvicinato il barattolo all’orecchio:
❐ senta la parola del compagno
❐ non senta nulla
Quando il compagno ha stretto tra le dita lo spago, il bambino con il barattolo vicino all’orecchio:
❐ sente la parola del compagno uguale a prima
❐ non sente nulla
❐ sente la parola del compagno più debole.
Il bambino che stringe lo spago:
❐ non percepisce nulla
❐ percepisce qualcosa nello spago, cosa? Spiega. _______________________________________
_______________________________________________________________________________
Pensi che lo spago:
❐ trasporti le vibrazioni
❐ non trasporti nulla
❐ altro. Spiega. __________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Nella seconda situazione, barattoli non collegati, prevedi che il bambino che ha avvicinato il
barattolo all’orecchio:
❐ senta la parola del compagno
❐ non senta nulla
Proviamo. Nel primo caso, barattoli collegati con lo spago, la parola è giunta fino all’altro capo
del telefono? ____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Che cosa è successo quando il filo è stato stretto tra le dita? ____________________________
______________________________________________________________________________
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Che cosa avete percepito quando avete tenuto lo spago fra le dita? _______________________
______________________________________________________________________________
Che cosa avete percepito tenendo in mano i barattoli mentre si parlava? ____________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
SCHEDA B4. IL SUONO SI PROPAGA NEI ___________________
Appoggiamo sul tavolo la bacinella con dentro l’acqua. Prendiamo il diapason, colpiamo i rebbi sul tavolo ed immergiamolo subito nell’acqua.
Nell’acqua:
❐ non accadrà nulla
❐ si formeranno degli spruzzi
Proviamo.
Le tue previsioni sono state confermate?
❐ SI ❐ NO
Spiega perché. __________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cosa osservi, come lo spieghi? _____________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ripensando alle diverse esperienze svolte
1. campanella nel barattolo con aria e senz’aria
2. semini che rimbalzano sul tamburo
3. barattoli collegati con lo spago
4. diapason immerso nell’acqua
come possiamo spiegare la formazione e la propagazione del suono?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
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SCHEDA B5. LA VELOCITÀ DEL SUONO
Nel vecchio West, gli indiani usavano un accorgimento per scoprire in anticipo se arrivavano i soldati inglesi a cavallo: appoggiavano le mani e l’orecchio a terra e si mettevano in ascolto.
Più tardi, quando nel West vivevano banditi e sceriffi e la ferrovia collegava ormai tutto il paese,
i ladri che assalivano i treni carichi di merci e denaro adottarono lo stesso accorgimento degli
indiani per sapere in anticipo se il treno era in arrivo: essi appoggiavano le mani e l’orecchio sulle
rotaie e in questo modo si accorgevano subito se il treno stava arrivando oppure no.
Che cosa percepivano gli uomini appoggiandosi per terra o sulle rotaie?
❐ nulla
❐ il suono e le vibrazioni prodotte dai cavalli e dai treni
❐ il nitrito dei cavalli ed il fischio dei treni
Perché non si mettevano semplicemente in ascolto per cercare di udire i suoni nell’aria?
❐ si sarebbero accorti troppo tardi dell’arrivo dei soldati o del treno
❐ non si sarebbero accorti del loro arrivo
❐ si sarebbero accorti troppo in anticipo.
Che cosa pensi che accada nell’aria?
❐ il suono viaggia allo stesso modo in aria, nella terra, nelle rotaie
❐ il suono nell’aria viaggia più lentamente e incontra un maggior numero di ostacoli
❐ il suono viaggia più velocemente in aria che nella terra o nelle rotaie
Spiega la tua risposta ____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Ora batto un colpo con le nocche della mano sul tavolo. E subito dopo batto di nuovo, questa volta mentre appoggiate l’orecchio sul tavolo.
Pensi di percepire meglio:
❐ il primo colpo
❐ il secondo colpo quando hai l’orecchio appoggiato al banco
Con il secondo colpo il suono è arrivato fino a te viaggiando
attraverso __________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
(È possibile provare anche con l’acqua: quando fate il bagno
battete con le nocche sulla vasca tenendo la testa fuori dall’acqua. Subito dopo battete di nuovo le nocche sulla vasca con
le orecchie immerse in acqua.)
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Il materiale:
❐ influisce sulla propagazione delle onde sonore
❐ non influisce
Proviamo con materiali diversi. Le tue previsioni sono state confermate?
❐ SI ❐ NO
Spiega. ________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Racconta la tua esperienza a parole e con disegni
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SEZIONE C. RILEVATORI DI SUONI
In questa sezione si studia come viene rilevato un suono.
SCHEDA C1. STRUMENTI CHE RILEVANO SUONI
Prevedi che i granelli di sabbia reagiscano al suono della
musica?
❐ SI ❐ NO
Se sì come? ___________________________________
_______________________________________________
Proviamo. Come si sono comportati i granelli di sabbia?
_______________________________________________
_______________________________________________
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: _____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Prendiamo due diapason e poniamoli ad una certa distanza l’uno dall’altro (pochi metri).
Facciamo vibrare il primo diapason battendolo sul tavolo.
Avviciniamo poi l’orecchio al secondo diapason.
Prevedi che:
❐ non accada nulla
❐ il secondo diapason inizi a vibrare producendo un suono
Proviamo. I risultati hanno confermato la tua ipotesi?
❐ SI ❐ NO
Come si è comportato il secondo diapason? ___________________________________________
______________________________________________________________________________
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SCHEDA C2. ALLA SCOPERTA DELL’ORECCHIO UMANO
Accendiamo la radio e ascoltiamo la musica per qualche secondo. Poi mettiamo le mani a coppa
dietro alle orecchie.
Tra la prima e la seconda situazione prevedi:
❐ che non ci sia alcuna differenza
❐ di sentire meglio senza le mani
❐ di sentire meglio con le mani dietro alle orecchie
Proviamo. Cos’è successo?_________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ora ascoltiamo di nuovo la musica per qualche secondo, poi copriamo i padiglioni auricolari con
le mani.
Tra la prima e la seconda situazione prevedi:
❐ che non ci sia alcuna differenza
❐ di sentire meglio senza le mani
❐ di sentire meglio con i padiglioni auricolari coperti
Proviamo. Cos’è successo?_________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cosa puoi concludere dopo queste due esperienze? _____________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Prendiamo un imbuto,colleghiamo ad esso un tubo
ed in fondo a questo fissiamo un pezzetto del guanto in lattice.
Possiamo paragonare l’imbuto al nostro orecchio
esterno: la parte più ampia corrisponde al padiglione auricolare, il pezzetto allungato al condotto uditivo esterno e la membrana in lattice corrisponde
alla membrana del timpano.
Mettiamo alcuni granelli di zucchero sulla membrana dell’imbuto e sotto la parte più larga produciamo un suono con due pennarelli.
I granelli di zucchero:
❐ reagiscono al suono saltellando
❐ non si muovono
Proviamo. Come si sono comportati i granelli? ________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
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SEZIONE D. LA PRESSIONE
In questa sezione si studia la caratteristica dell’aria di essere un mezzo elastico attraverso l’approfondimento del concetto di pressione.
SCHEDA D1. UNA FORZA DISTRIBUITA SU UNA SUPERFICIE
Prendiamo la pasta per la pizza e, dopo averla stesa, appoggiamo sopra la mattonella prima verticalmente e poi orizzontalmente.
Ti aspetti che la mattonella lasci un segno:
❐ uguale nelle due situazioni
❐ più profondo quando la mattonella è posta orizzontalmente
❐ più profondo quando la mattonella è posta verticalmente
Perché? ________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Proviamo. La tua ipotesi è stata confermata?
❐ SI
❐ NO
Cosa hai osservato? Come lo spieghi? _______________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SCHEDA D2. LA PRESSIONE IN UN LIQUIDO
Prendiamo una bottiglia di plastica sulla quale sono stati
prodotti tutt’intorno alcuni fori alla stessa altezza.
Riempiamola d’acqua e osserviamo cosa accade.
Cosa ti aspetti che accada? _______________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Perché? _______________________________________
______________________________________________
Proviamo. La tua previsione è stata confermata?
❐ SI ❐ NO
Che cosa osservi? ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Come lo spieghi? ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Prendiamo la bottiglietta di plastica sulla quale sono
stati fatti alcuni fori, uno sotto l’altro. Riempiamo la
bottiglia d’acqua e stringiamola.
Ti aspetti che l’acqua:
❐ esca da tutti i fori
❐ non esca dai fori
❐ esca solo da alcuni fori: quali? __________________
Se l’acqua esce dai fori:
❐ gli zampilli sono uguali per tutti i fori
❐ gli zampilli sono diversi
Proviamo.
Schiacciando la bottiglia l’acqua _______________________ dai fori. Gli zampilli sono _______
________________________.
Spiega. ________________________________________________________________________
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Prendiamo il tubo di plastica che è stato chiuso alle estremità con due pezzetti di lattice e riempito d’acqua.
Schiacciamo una delle estremità ed osserviamo l’altra.
Il guanto all’estremità che non viene schiacciata:
❐ non si muove
❐ si gonfia verso l’esterno
❐ rientra verso l’interno
Proviamo. La tua previsione è stata confermata?
❐ SI
❐ NO
Cosa hai potuto osservare? Come lo spieghi? __________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ripensando agli esperimenti svolti
1. palloncino riempito d’acqua e bucato
2. bottiglia con i fori riempita d’acqua
3. tubo di plastica
Cosa possiamo concludere? ________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SCHEDA D3. LA PRESSIONE E L’ARIA.
Prendiamo una siringa, riempiamola d’acqua e tirando il
pistone verso l’esterno facciamo entrare un po’ d’aria.
Ora tappiamo col dito il foro e poi schiacciamo il pistone verso il basso osservando la bolla d’aria. Successivamente tiriamo il pistone verso l’esterno e osserviamo
ancora la bolla.
Nella prima situazione ti aspetti che la bolla:
❐ diventi più grande
❐ si deformi
❐ diventi più piccola
❐ si sposti verso il foro
❐ rimanga uguale
❐ si sposti verso lo stantuffo
Nel secondo caso ti aspetti che la bolla:
❐ si deformi
❐ diventi più grande
❐ si sposti verso il foro
❐ diventi più piccola
❐ si sposti verso lo stantuffo
❐ rimanga uguale
Proviamo. Le tue ipotesi sono state confermate?
❐ SI
❐ NO
❐ solo per il primo caso
❐ solo per il secondo caso
Come si è comportata la bolla d’aria schiacciando il pistone? ____________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Come si è comportata la bolla d’aria tirando il pistone verso l’esterno? _____________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme:_____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Prendiamo un palloncino e gonfiamolo d’aria.
Teniamolo fermo e con la mano battiamo sopra il palloncino.
Quando batto, il palloncino:
❐ rimane fermo
❐ si allarga
❐ si restringe
Motiva la tua risposta. ___________________________
_______________________________________________________________________________
Quando tolgo la mano, il palloncino:
❐ torna alla posizione iniziale
❐ rimane fermo
Motiva la tua risposta. ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Che cosa succede all’aria circostante il palloncino, cioè all’aria che si trova vicino al palloncino?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Proviamo. Che cosa fa:
1. il palloncino __________________________________________________________________
2. l’aria ________________________________________________________________________
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Racconta alcune tue esperienze simili, a parole e con disegni
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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SEZIONE E. LE ONDE SONORE
In questa sezione si studia la natura ondulatoria del suono.
SCHEDA E1. IL TUBO DI KUNDT
Prendiamo un tubo di vetro o di plastica trasparente con all’interno polvere di sughero. Utilizzando
un mestolo ed un coperchio di pentola produciamo un suono vicino al tubo ed osserviamo la polvere.
Come si comporta la polvere?
❐ non si muove
❐ si sposta
Perché? ________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Se hai risposto “si sposta”, come si dispone la polvere:
❐ si ammucchia tutta da una parte
❐ forma diversi mucchietti
❐ altro ________________________________________________________________________
Spiega. ________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Proviamo. L’esperimento ha confermato la tua previsione?
❐ SI ❐ NO
Come si è disposta la polvere? _____________________________________________________
______________________________________________________________________________
Perché?_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Che cosa fa l’aria? _______________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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SCHEDA E2. LE MOLLE E LE ONDE DI COMPRESSIONE
Tendiamo la molla alle due estremità, orizzontalmente.
In prossimità di una estremità ravviciniamo alcune spire
e poi lasciamole andare.
Cosa ti aspetti che viaggi?
❐ la molla
❐ il restringimento delle spire, l’impulso
Le spire:
❐ si spostano per un momento e poi tornano alla loro posizione iniziale
❐ si allontanano e non tornano alla loro posizione iniziale
Proviamo. Le tue previsioni sono state confermate?
❐ SI ❐ NO
Che cosa hai osservato? ___________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Come lo spieghi? ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Prendiamo due molle di diversa grandezza ed uniamole
intrecciando le spire. Ripetiamo l’esperimento precedente.
Ti aspetti che l’impulso (il restringimento delle spire):
❐ viaggi allo stesso modo lungo le due molle
❐ viaggi ad una velocità diversa lungo le due molle.
Proviamo. Che cosa hai osservato? __________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Come lo spieghi? ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ripensando alle due esperienze con le molle, concludiamo insieme: ________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Ora giocate voi a fare la molla.
1. Mettetevi in riga, il capofila pensi un messaggio verbale che a partire da lui dovrà propagarsi
fino all’ultimo componente della riga senza che nessuno di voi si sposti dalla propria posizione.
Ti aspetti che il messaggio si propaghi dal primo all’ultimo della riga?
❐ SI ❐ NO
2. Ora il messaggio che propagherete dovrà essere un movimento. Accordatevi per fare ciascuno
ciò che fa il compagno precedente all’istante precedente in modo che lo stesso movimento si propaghi dal primo all’ultimo componente della riga. Non dovete spostarvi dal punto in cui vi trovate, potete spostarvi solo momentaneamente dalla vostra posizione di equilibrio.
Ti aspetti che il messaggio si propaghi dal primo all’ultimo della riga?
Che cos’è che si sposta?
❐ il mezzo (la catena costituita da voi bambini)
❐ l’impulso
❐ SI
❐ NO
3. Ripetete l’esperimento precedente ma questa volta cronometriamo quanto tempo impiega l’impulso a propagarsi dal primo all’ultimo componente della riga. Una volta misurato il tempo ripetete l’esperimento prima allungando la riga, cioè distanziandovi maggiormente l’uno dall’altro,
poi accorciando la riga, cioè avvicinandovi l’uno all’altro.
Ti aspetti che l’impulso viaggi:
❐ più velocemente quando siete più distanziati
❐ più velocemente quando siete vicini l’uno all’altro
❐ impiegando sempre lo stesso tempo
Situazione 1
Il messaggio verbale si è propagato dal primo all’ultimo della riga?
❐ SI ❐ NO
Affinché il messaggio giungesse dal primo all’ultimo componente della riga è stato necessario
qualche spostamento dalla posizione in cui ciascuno di voi si trovava?
Ad esempio il primo della riga si è spostato fino a raggiungere l’ultimo compagno per riferirgli il
messaggio?
❐ SI ❐ NO
Come lo spieghi? ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Che cosa si è spostato, che cosa si è propagato?
❐ il mezzo (cioè voi)
❐ il messaggio
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Situazione 2
In questo caso ciò che si propaga non è più un messaggio verbale ma è un ___________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
L’impulso si è propagato dal primo all’ultimo della riga?
❐ SI ❐ NO
Come lo spieghi? ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ripensa all’esperimento del tamburo coi semini.
Cosa fa l’aria? Le molecole d’aria
❐ si spostano dal punto in cui si trova il mestolo fino alla membrana del tamburo
❐ oscillano avanti e indietro, come voi bambini e come le spire della molla, trasportando l’impulso.
Situazione 3
L’impulso si è propagato alla stessa velocità nei tre casi?
❐ SI ❐ NO
L’impulso si è propagato più velocemente quando ______________________________________
______________________________________________________________________________
L’impulso si è propagato più lentamente quando _______________________________________
______________________________________________________________________________
Possiamo paragonare queste tre situazioni al suono che viaggia con velocità diverse nei diversi
mezzi:
- nei solidi le cui molecole sono molto vicine il suono viaggia ______________________________
- nei liquidi dove le molecole non sono tanto vicine il suono viaggia _________________________
- in aria dove le molecole sono molto distanziate il suono viaggia __________________________
Ripensiamo ai diversi esperimenti:
- tubo di Kundt
- molla
- gioco
e concludiamo insieme riferendoci al comportamento dell’aria quando viene prodotto un suono:
(Nel riquadro disegna con puntini cosa pensi succeda all’aria)
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
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SCHEDA E3. LE ONDE SONORE SI PROPAGANO IN TUTTE LE DIREZIONI
Al centro del cerchio formato da voi mettiamo
una radio.
Se l’accendiamo prevedi che la musica:
❐ viaggi in tutte le direzioni e raggiunga tutti voi
❐ non viaggi in tutte le direzioni
e raggiunga solo qualcuno di voi
Illustra nel disegno qui accanto come viaggia
la musica secondo te.
Facciamolo.
La musica ha raggiunto tutti voi? ❐ SI ❐ NO
Perché? _________________________________
________________________________________
________________________________________
________________________________________
Illustra nel disegno qui accanto come viaggia la
musica.
Cosa puoi concludere? _____________________
________________________________________
________________________________________
________________________________________
Concludiamo insieme: ____________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Pagina 71
indice
pag. 3
pag. 5
pag. 5
pag. 5
pag. 6
pag. 6
pag. 6
pag. 7
pag. 11
pag. 13
pag. 15
pag. 17
pag. 17
pag. 18
pag. 18
pag. 18
pag. 19
pag. 19
pag. 19
pag. 20
pag. 20
pag. 21
pag. 21
pag. 22
pag. 23
pag. 23
pag. 24
pag. 24
pag. 25
pag. 25
pag. 25
pag. 26
pag. 26
pag. 27
pag. 27
pag. 28
pag. 28
pag. 29
pag. 29
pag. 30
pag. 30
PRESENTAZIONE
LA PROPOSTA DIDATTICA
INTRODUZIONE
IMPOSTAZIONE
APPROCCIO
STRATEGIA
METODOLOGIA
IL PERCORSO DIDATTICO
MAPPA CONCETTUALE DEI CONTENUTI
BIBLIOGRAFIA
GLI ESPERIMENTI
E1) l’oscillazione della lamina metallica
E2) l’oscillazione della risma di fogli
E3) l’elastico vibrante
E4) il diapason
E5) il campanello
E6) l’asciugamano
E7) il pendolo
E8) musica con le lamine metalliche
E9) musica con le canne di bambù
E10) musica con i barattoli
E11) l’intensità del suono
E12) la campanella sottovuoto
E13) la propagazione del suono nell’aria
E14) il telefono con lo spago
E15) il diapason nell’acqua
E16) ascoltare con l’orecchio appoggiato al tavolo
E17) i semi sul tamburo
E18) i due diapason
E19) il padiglione auricolare
E20) l’imbuto
E21) la mattonellla sulla pasta di sale
E22) la bottiglia con i fori tutti alla stessa altezza
E23) la bottiglia con i fori allineati in verticale
E24) il tubo d’acqua
E25) la bolla d’aria nella siringa piena d’acqua
E26) il palloncino gonfiato d’aria
E27) il tubo di Kundt
E28) l’impulso lungo la molla
E29) l’impulso lungo due molle di dimensione diversa
E30) l’impulso lungo una fila formata dai bambini
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pag. 30
pag. 31
E31) la velocità dell’impulso lungo una fila di bambini
E32) ascoltando la musica
pag. 33
pag. 35
GLI STRUMENTI DIDATTICI
Test d’ingresso e d’uscita
pag. 41
pag. 43
SCHEDE PER STUDENTI
Sezione A: Le sorgenti sonore
pag. 51
Sezione B: La propagazione del suono
pag. 57
Sezione C: Rilevatori di suoni
pag. 60
Sezione D: La pressione
pag. 65
Sezione E: Le onde sonore