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esplorare e interpretare nella scuola primaria
I FLUIDI in equilibrioUna proposta didattica basata su un percorso di esperimenti
UNIVERSITÀ DI UDINEUnità di Ricerca in Didattica della Fisica
CONSORZIO UNIVERSITARIODEL FRIULI
a cura diAlessandra ImperioMarisa Michelini
FORUM
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esplorare e interpretare con gli oggetti di ogni giornoI FLUIDI in equilibrioUna proposta didattica basata su un percorso di esperimenti
a cura di:Alessandra Imperio, Marisa MicheliniUniversità di UdineUnità di Ricerca in Didattica della Fisica
Stampa:Litho Stampa
Forum Editrice Universitaria Udinese srlVia Palladio, 8 - 33100 UdineTel. 0432 26001 / Fax 0432 296756www.forumeditrice.it
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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 serviziodegli insegnanti - Asse 3: «Risorse umane, cooperazione e armonizzazione dei sistemi». Misura 3.2 «Cooperazione nella cultura, nella comuni-cazione della ricerca e tra istituzioni per l’armonizzazione dei sistemi». Azione 3.2.4 «Collaborazione tra Enti ed Istituzioni nel campo dellaricerca scientifica».
– PRIN 2004-2006 - Fis 21. Le parti di confine in un modello di percorso in fisica: educazione scientifica elementare, campo, ottica e meccani-ca 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.
UNIVERSITÀ DI UDINEUnità di Ricerca in Didattica della Fisica
CONSORZIO UNIVERSITARIODEL FRIULI
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PRESENTAZIONE
L’educazione scientifica è il problema del nostro secolo. A tutti i livelli viene chiesto di favorirela formazione scientifica dei futuri cittadini, ma la nostra scuola non è pronta, perché gli inse-gnanti non hanno avuto finora la necessaria formazione. Anche la didattica scientifica non èstata curata a tutti i livelli con lo scopo di fornire autonomi strumenti di elaborazione dei con-cetti. Si deve cominciare con il garantire le basi del modo di pensare scientifico nella scuola pri-maria. Lo si deve fare offrendo ai futuri insegnanti strumenti professionali per l’educazionescientifica. La formazione universitaria degli insegnanti è appena iniziata e mancano ancorastrumenti didattici per questo importante compito. Anche per questo motivo l’Unità di Ricercain Didattica della Fisica dell’Università di Udine ha concentrato le proprie ricerche didattiche suiprocessi di apprendimento dei più piccoli in campo scientifico. È stato studiato il ruolo dell’ope-ratività nel personale coinvolgimento esplorativo, sperimentale, concettuale ed interpretativo deifenomeni, le modalità di costruzione del pensiero formale in contesti formali ed informali, comequello della mostra Giochi Esperimenti Idee (GEI). Sono stati realizzati laboratori cognitivi incui sono state esplorate proposte didattiche, idee spontanee e sequenze di ragionamento nellacostruzione di modelli interpretativi. Quando la coerenza delle proposte elaborate ha mostratotenuta sia sul piano disciplinare che su quello dei processi di apprendimento, abbiamo lavoratocon gli insegnanti di scuola primaria per rielaborare percorsi didattici e sperimentarli in situa-zioni diverse. Il tirocinio degli studenti di Scienze della Formazione Primaria è stato fecondo perle ricerche sui processi di apprendimento, per la ricaduta di proposte innovative nella scuola pri-maria e per la formazione dei futuri insegnanti.Accanto alle ricerche sui processi di apprendimento si sono così sviluppate quelle curricolari e diricerca 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 fisicaa supporto della formazione iniziale e in servizio degli insegnanti –- Asse 3: «Risorse umane,cooperazione e armonizzazione dei sistemi». Misura 3.2 «Cooperazione nella cultura, nellacomunicazione 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: educa-zione scientifica elementare, campo, ottica e meccanica quantistica. Formazione degli inse-gnanti. Programmi di ricerca scientifica di Rilevante Interesse Nazionale (DM n. 30 del 12febbraio 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 della Facoltà di Scienze della FormazionePrimaria dell’Università di Udine.Il materiale prodotto è dettagliato ed autoesplicativo; si indicano tuttavia in questa sede i princi-pali elementi della proposta didattica: impostazione, approccio, strategia, metodi e obiettivi gene-rali a cui il materiale didattico è finalizzato. Tutti gli elementi qui riportati sono stati oggetto disperimentazione didattica ed analisi di ricerca. Il percorso didattico viene presentato alla luce dellericerche didattiche in materia.La presentazione della proposta didattica è accompagnata da materiali didattici per l’insegnan-te e per gli studenti, che la rendono dettagliata e definita, senza costituire un rigido percorso gui-dato. La modularità delle schede e la loro natura di stimolo esplorativo e problematico sono staticriteri 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 MicheliniConsorzio Universitario del Friuli
La ‘filosofia’ dell’azione del Consorzio universitario del Friuli (nel quadro delle linee-guida di caratte-re generale approvata dall’Associazione Nazionale Consorzi universitari) si colloca nella promozionedello 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 eco-nomico e alla crescita culturale del territorio stesso e delle sue Comunità.Antesignano interprete di tale esigenza per quanto riguarda l’educazione scientifica, nel raccordo fraterritorio 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 qualeè funzionante il Centro Laboratorio per la Didattica della Fisica (CLDF).Sulla medesima linea si è collocato, nel 2003, il sostegno consortile alla pubblicazione “L’educazionescientifica nel raccordo territorio/università a Udine”.Sempre nel medesimo spirito il Consorzio al presente sostiene la serie di pubblicazioni predispostedall’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’im-pegno e la passione dimostrati e per l’alta qualità del lavoro.
Ernesto Lisch
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LA PROPOSTA DIDATTICA
La finalità della proposta didattica è l’esito di una serie di progetti di ricerca pluriennali miratiad aiutare i bambini a capire i fenomeni e le proprietà dei fluidi, attraverso un percorso di espe-rimenti, studiati a partire dall’analisi dei problemi di apprendimento su questa tematica. Il per-corso è stato messo a punto a seguito di diverse sperimentazioni didattiche, effettuate in un trien-nio sia nell’ambito di laboratori cognitivi, sia nella scuola primaria.Le sfide che ci si propone di affrontare sono:• attuare strategie didattiche basate su attività sperimentali esplorative per la riduzione imma-
ginativa dei fenomeni in processi governati da variabili significative, la costruzione rigorosa deiconcetti e del pensiero formale per il superamento dei problemi di apprendimento emersi in let-teratura e nelle nostre ricerche didattiche;
• proporre un modello interpretativo delle proprietà di equilibrio dei fluidi di carattere ogget-tuale: un modello mesoscopico con cui operare concretamente per spiegare con analogie leleggi che caratterizzano le proprietà dei fluidi in equilibrio;
• sviluppare capacità operativa sui concetti: in che misura i bambini li sanno utilizzare in situa-zioni diverse per spiegare i fenomeni.
ImpostazioneIl riconoscimento di massa, volume e forma nei solidi, nei liquidi e nei gas è il punto di parten-za per lo studio della comprimibilità dei fluidi. Si riconosce la pressione nelle sue tre principalicaratteristiche: forza distribuita sulla superficie, lavoro per ridurre il volume di un sistema e pro-prietà di stato di ogni punto del sistema. Si precisa il significato di compressione, come azioneche determina una variazione di stato del sistema, identificata anche come aumento della pres-sione. Si esplorano le leggi di Pascal e di Stevino e le conseguenze, che descrivono le proprietàdei fluidi in situazioni di equilibrio statico, per arrivare alla spinta di Archimede e al comporta-mento dei corpi solidi in liquidi e dei liquidi in liquidi. Si costruisce in modo operativo la gran-dezza densità.
ApproccioÈ quello dell’esplorazione guidata attraverso ipotesi e sperimentazione attiva.
Strategia• proporre situazioni stimolo• suggerire esplorazioni aiutando i bambini alla coerenza tra ipotesi ed esplorazione• porre domande che stimolino l’elaborazione di ipotesi• controllo di ipotesi attraverso la sperimentazione• sintesi di un quadro interpretativo per più situazioni.
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MetodiImpiegare schede didattiche di tipo esplorativo nel contesto di situazioni sperimentali proposte algrande gruppo dalla cattedra come situazioni problema.Alcune domande chiave di stimolo alla formalizzazione di ipotesi vengono proposte al grandegruppo e discusse da tutta la classe, prima dell’utilizzo della scheda.La discussione vera e propria degli esperimenti viene fatta da tutta la classe insieme, dopo lacompilazione della scheda.Si traggono le conclusioni oralmente e poi per iscritto sulla scheda.
Obiettivi generali1. riconoscere le proprietà distintive di solidi, liquidi e gas;2. capire quali sono gli elementi alla base delle principali leggi dei fluidi in equilibrio, attraverso
il concetto di pressione e attraverso l’utilizzo del modello mesoscopico;3. costruire il concetto di densità anche attraverso il suo ruolo interpretativo e applicativo per il
galleggiamento.
Percorso didatticoIl percorso didattico proposto viene di seguito illustrato mediante una mappa concettuale ed unatabella in cui ogni attività del percorso è motivata dai nodi di apprendimento emersi in lettera-tura (colonna 1), è finalizzata da specifici obiettivi di apprendimento (colonna 2 – imparare) edè precisata in termini operativi dagli esperimenti proposti (colonna 3).Le schede degli esperimenti esplicitano all’insegnante le caratteristiche della proposta in ciascu-na fase, mentre le schede per gli studenti la definiscono e precisano in termini di stimoli concet-tuali e passi di apprendimento, rendendo coerente la strategia e graduale la costruzione di per-sonali ipotesi interpretative.
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MAPPA CONCETTUALE DEI CONTENUTI
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IL PERCORSO DIDATTICO SUI FLUIDI IN EQUILIBRIO
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E1. LA SCATOLA DEI SOLIDI
Concetto: massa, volume, forma e deformazioni nei solidi
Materiale necessario• oggetti solidi di forma uguale e diversa• oggetti solidi di materiale diverso• oggetti solidi di massa uguale e volume
diverso• oggetti solidi di forma uguale e volume
diverso• oggetti solidi di volume uguale e massa
diversa• oggetti solidi frantumati o frantumabili (sabbia, gessetti…)• oggetti solidi deformabili in modo diverso (1 pezzo di gommapiuma, 1 pallina di gommapiuma
verniciata, 1 peluche, 1 scatola di plastica con tappo elastico, 1 cubetto di alluminio, 1 solidoamorfo)
• 1 scatola da scarpe con scritto sopra “scatola dei solidi” (nella quale riporre gli oggetti solidisopra elencati)
• 1 bilancia elettronica con sensibilità al grammo• 1 confezione di pasta “Didò” o simile
Descrizione e fasiSi analizzano le seguenti situazioni problema:- capire come fare a considerare solo la forma di un oggetto;- individuare quali oggetti hanno la stessa forma;- capire quale, tra gli oggetti con la stessa forma, ha volume più grande;- imparare come si misura la massa;- scoprire se vale la proprietà additiva della massa;- verificare se è possibile raddoppiare il volume di un cubetto di pongo senza farne variare la
massa.
Osservazioni sul contenuto della “scatola dei solidi”- materiale dei solidi presenti;- solidi di ugual volume che hanno masse diverse;- solidi di diverso volume che hanno masse uguali;- variazione di volume e forma in seguito al tentativo di deformazione di un pezzo di gomma-
piuma, una pallina di gommapiuma verniciata, un peluche, il tappo elastico di una scatola, uncubetto di alluminio, un solido amorfo, un gessetto.
LE SCHEDE DEGLI ESPERIMENTI
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OsservazioniSi scopre che:- per conservare la forma di un oggetto si può disegnarlo;
- misurare con la bilancia la massa di due oggetti insieme è la stessa cosa che misurare la massadei due oggetti singolarmente e poi sommare i risultati ottenuti;
- è possibile raddoppiare il volume di un cubetto di pongo, mantenendo costante la sua massa,lavorando il materiale fino a fargli aumentare le dimensioni e lasciando uno spazio “vuoto” alsuo interno;
- alcuni materiali come la gommapiuma, il tappo elastico, il peluche, un solido amorfo possonosubire deformazioni anche volumetriche e impiegano tempi diversi per tornare come prima;altri materiali, come l’alluminio a temperatura ambiente, non subiscono deformazioni volume-triche visibili; altri ancora, come il gesso, si frantumano in cento, duecento, mille pezzi per poinon tornare più con la forma iniziale.
Conclusioni e saperi appresiImparare che:- le parole volume, massa e forma indicano concetti distinti e nella fattispecie intendiamo per
volume: lo spazio occupato da un oggetto, per massa: quella proprietà dei corpi che si misuracon la bilancia e per forma: la figura che lo rappresenta;
- per deformazione si intende sia una variazione di forma che una variazione di volume; i solididi solito non sono soggetti a deformazioni volumetriche apprezzabili; alcuni solidi, se com-pressi, si deformano e impiegano tempi diversi per tornare con la forma e il volume propri ecosì sembrano deformati per sempre, questi si chiamano solidi amorfi (non hanno struttura cri-stallina) e per questo non sono considerati veri solidi, ma fluidi; altri solidi, se deformati, sifrantumano in molteplici parti e per questo sono detti solidi friabili, le loro proprietà si stu-diano nei singoli pezzi;
- i solidi hanno volume e forma propri.
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E2. LA SCATOLA DEI LIQUIDI
Concetto: massa, volume, forma e deformazioni nei liquidi.
Materiale necessario• liquidi diversi: acqua, olio, miele, detersivo• 1 confezione di pasta “slimy”• 1 scatola da scarpe con scritto sopra “scatola dei
liquidi” (nella quale riporre i liquidi sopra elencati)• 4 cilindri graduati da 100 ml• 4 recipienti di forma interna diversa (capacità 100 ml)• 4 vaschette piane per alimenti
Descrizione e fasiSi osserva il contenuto della “scatola dei liquidi”:- si misura il volume dei liquidi mediante i cilindri graduati effettuando osservazioni e classifi-
cazioni sulla base dei volumi misurati;- si versano i liquidi in contenitori di forma interna diversa osservando la forma del recipiente da essi
assunta;- si versano nuovamente i liquidi nei cilindri graduati e si confronta ancora il volume e la forma
per verificare se queste due caratteristiche sono cambiate;- si versano i liquidi nelle vaschette per alimenti per studiarne il comportamento (caratteristiche
e tempi di scorrimento);- si prova a deformarle con un dito per osservare il loro comportamento.
Situazione problema: si osserva lo “slimy”, che si trova a temperatura ambiente appoggiato suuna superficie piana, per decidere se è solido o liquido e si prova a motivare la risposta.
OsservazioniSi osserva:- come si può misurare il volume del liquido mediante un cilindro graduato; misurando il volume
dei liquidi prima e dopo il cambio di recipiente si vede che, anche se la forma varia, essi con-servano il loro volume;
- tutti i liquidi versati nelle vaschette scorrono, anche se a diversa velocità, fino a formare unostrato più o meno sottile;
- tutti i liquidi liberi di scorrere, quando si cerca di deformarli, si mettono in moto, cambiandoforma, ma non variando il loro volume;
- lo “slimy” non mantiene la forma, senza un contenitore infatti si allarga sulla superficie sullaquale è appoggiato.
Conclusioni e saperi appresiImparare che:- un liquido appare avere volume proprio e forma non propria;- un liquido è qualcosa che scorre;- un liquido non è soggetto a forze tangenziali.
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E3. LA SCATOLA DEI GAS
Concetto: l’aria è un gas.
Materiale necessario• 1 scatola da scarpe con scritto sopra “scatola dei gas”
Descrizione e fasiSi osserva il contenuto della “scatola dei gas”.
OsservazioniLa scatola sembra essere vuota.
Considerazioni conclusiveNella scatola c’è l’aria anche se questa non è sempre visibile ai nostri occhi.
E4. LA SCATOLA A FUMO
Concetto: massa, volume, forma e deformazioni nei gas
Materiale necessario• 1 scatola di plastica trasparente (quella per le camicie)• 1 porta incenso orizzontale• 1 accendino o 1 scatola di fiammiferi• 1 bastoncino d’incenso
Descrizione e fasiPer studiare le proprietà di un gas si costruisce una scatola a fumo:- si accende un bastoncino d’incenso;- lo si appoggia, all’interno di una scatola trasparente chiusa, su un porta incenso orizzontale;- si chiude la scatola.Si osserva come varia la forma, il volume e la massa del fumo nella scatola. Si apre la scatola esi versa il fumo nella stanza. Si ripetono quindi le medesime osservazioni su forma, volume emassa del fumo nella stanza.
OsservazioniSi osserva che:- la massa del fumo, man mano che il bastoncino d’incenso si consuma, aumenta e il medesimo
si espande in tutta la scatola prendendone la forma e il volume;- una volta aperta la scatola, il bastoncino d’incenso continua a bruciare e il fumo aumenta; il
fumo si espande in tutta la stanza prendendone il volume e la forma.
Conclusioni e saperi appresiUn gas non ha volume e forma propri.
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E5. VEDERE L’ARIA
Concetto: esistenza dell’aria.
Materiale necessario• 1 acquario• 1 bicchiere di plastica trasparente• 1 cannuccia pieghevole
Descrizione e fasi- si riempie l’acquario di acqua e si immerge nello stesso il bicchiere di plastica riempiendolo di
acqua;- si solleva il bicchiere con l’apertura rivolta verso il basso senza farlo uscire dall’acqua;- con l’altra mano si immerge nell’acquario e dentro al bicchiere l’estremità della cannuccia pie-
ghevole;- si soffia nella cannuccia.
OsservazioniSi osserva che:- il bicchiere, una volta sollevato con l’apertura verso il basso, resta pieno d’acqua;- soffiando nella cannuccia si vedono inizialmente le bolle d’aria del soffio salire nel bicchiere;- l’acqua scende dal bicchiere all’acquario lasciando il posto al volume d’aria del soffio.
Conclusioni e saperi appresiL’aria è un gas e occupa un certo volume.
E6: LA COMPRESSIONE DEI FLUIDI:IL PALLONCINO D'ARIA E IL PALLONCINO D'ACQUA
Concetto: la compressione nei fluidi; la pressione come proprietà legata al volume.
Materiale necessario• 3 palloncini • 1 piatto fondo• 1 ago• scotch
Descrizione e fasi:- si verifica che non è possibile comprimere un liquido,
posto all’interno di un recipiente, con un dito;- si riempiono un palloncino d’acqua e un altro d’aria e si chiudono (con un nodo); li si ripone
singolarmente all’interno di una ciotola;
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- si prova a comprimere il palloncino pieno d’aria;- si prova a comprimere il palloncino pieno d’acqua;- si fa un piccolo foro con l’ago in un palloncino vuoto; si copre il foro con lo scotch e lo si riem-
pie d’aria;- dopo aver chiuso (con un nodo) il palloncino lo si ripone sul piatto con il foro verso l’alto;- si toglie il pezzetto di scotch e si comprime il palloncino facendo attenzione a non ostruire con
la mano il foro; intanto si avvicina l’altra mano accanto al foro per sentire l’intensità di fuo-riuscita dell’aria:
- si ripete la stessa cosa con un palloncino forato pieno d’acqua.
OsservazioniSi osserva che:- se il liquido è posto in un recipiente applicando una forza con il dito sul pelo dell’acqua il dito
sprofonda all’interno di esso, che scorre;- se il fluido è dentro a un palloncino si riesce ad applicare una forza normale alla superficie del
fluido;- comprimendo il palloncino pieno d’aria questo cambia forma e volume adattandosi al reci-
piente nel quale è contenuto;- comprimendo il palloncino pieno d’acqua questo cambia forma adattandosi al recipiente nel
quale è contenuto, ma non modifica visibilmente il suo volume;- se si fa un forellino nel palloncino esce uno zampillo d’acqua o d’aria debole;- quando si comprime lo stesso palloncino in un punto della superficie lo zampillo si fa più inten-
so a seconda dell’intensità della forza sulla superficie.
Conclusioni e saperi appresiConclusioni:- si osserva come, applicando una forza sulla superficie libera del fluido, si penetra in esso;- ripetendo la stessa cosa con un fluido contenuto in un palloncino si ottengono due risultati
diversi a seconda della natura del fluido: nel caso dell’aria si ha una significativa diminuzionedi volume, nel caso dell’acqua una variazione di volume non è visibile, anche se cambia laforma;
- quando si comprime qualcosa cambia lo stato di equilibrio di quel sistema in quanto si faaumentare la sua pressione: l’aumento della pressione è visibile attraverso l’intensità dellozampillo d’aria o d’acqua che fuoriesce dal palloncino forato.
Saperi:- poichè sia gas che liquidi sono deformabili, si dice che un fluido non ha forma propria;- anche in assenza di variazioni macroscopiche di volume la compressione ha un effetto di
aumento di pressione in ogni punto del fluido;- i liquidi hanno volume proprio e i gas no.
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E7. COMPRIMIBILITÁ E INCOMPRIMIBILITÁ: LA SIRINGA D'ARIAE LA SIRINGA D'ACQUA
Concetto: comprimibilità dell’aria e incomprimi-bilità dell’acqua.
Materiale necessario• 2 siringhe da 5 ml
Descrizione e fasi- si riempie una siringa d’aria e una d’acqua;- si prende la siringa con il gas aria e, dopo aver
sigillato con il dito della mano l’ugello dellamedesima, si comprime il pistone;
- si ripete la stessa cosa con la siringa piena d’acqua.
OsservazioniNel primo caso si osserva che lo stantuffo della siringa si lascia schiacciare fino a un valore limi-te comprimendo l’aria contenuta nella siringa.Nel secondo caso, questo non è possibile anche applicando allo stantuffo una grande forza.
Conclusioni e saperi appresiSolo nel caso della siringa piena d’aria si osserva una diminuzione del volume della medesima.L’aria è comprimibile e quindi le si può far assumere la forma e il volume del recipiente nel qualeviene inserita, mentre l’acqua risulta non comprimibile, nel senso che, a questi livelli, eventualivariazioni volumetriche non sono osservabili.
E8. LA BOTTIGLIA ORIZZONTALE CON I FORI ALLA STESSA ALTEZZA
Concetto: il principio di Pascal e la trasmissionedella pressione.
Materiale necessario• 1 sottovaso di diametro 45 cm• 1 bottiglia in pvc con una linea perpendicolare
alla base di fori ad altezza diversa (se vistaverticalmente)
• scotch• 1 brocca
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Descrizione e fasi- si copre con lo scotch la riga di fori e si riempie la bottiglia di acqua;- dopo aver chiuso la bottiglia la si dispone orizzontalmente sul sottovaso e si toglie lo scotch;- quindi si comprime la bottiglia subito sotto il tappo.
OsservazioniSi osserva che da tutti i fori fuoriescono zampilli d’acqua di pari intensità.
Conclusioni e saperi appresiL’aumento di pressione dell’acqua nella bottiglia, quando questa viene compressa, può essereosservato guardando l’altezza degli zampilli che sgorgano dai fori. Poiché gli zampilli, che esco-no dai fori di diversa distanza dal punto di applicazione della sollecitazione, sono uguali, anchela pressione aumenta di pari intensità in tutto il fluido.
E9. IL MODELLO MESOSCOPICO
Concetto: il modello mesoscopico.
Materiale necessario• 3 acquari della stessa dimensione• gavettoni d’acqua per riempire un acquario• palle di gommapiuma (diametro 7 cm circa)
per riempire un acquario
Descrizione e fasi- si riempiono i tre acquari rispettivamente di: acqua, gavettoni, palle di gommapiuma;- si illustra il modello mesoscopico di un fluido attraverso il passaggio graduale dal liquido reale
al liquido diviso in porzioni, al modello stesso.
OsservazioniSi osserva la suddivisione dell’acqua in porzioni più piccole, i gavettoni, e la loro modellizzazio-ne con le palle di gommapiuma.
Conclusioni e saperi appresiViene riconosciuta la descrizione mesoscopica del liquido attraverso un modello; la comprensio-ne del modello avviene gradualmente attraverso tre fasi: il liquido reale (l’acqua), il liquido ripar-tito in porzioni (i gavettoni), il modello (le palle di gommapiuma).
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E10. LA SIRINGA PIENA D'ACQUA CON UNA BOLLA D'ARIA
Concetto: il principio di Pascal.
Materiale necessario• 1 siringa da 5 ml
Descrizione e fasi- si riempie la siringa di acqua;- si aspira all’interno di essa un po’ d’aria in modo da crearvi
all’interno una bolla d’aria;- si chiude l’ugello della siringa con un dito della mano;- si comprime il pistone.
OsservazioniSi osserva che il pistone si abbassa leggermente e la bolla d’aria diminuisce il suo volume.
Conclusioni e saperi appresiLa compressione in un punto del fluido viene trasmessa in tutto il fluido. In presenza di due fluididiversi, come l’aria e l’acqua, l’aumento di pressione, viene trasmesso dall’acqua all’aria. Gli effet-ti di questa trasmissione, non visibili nell’acqua, sono riscontrabili nell’aria come una diminuzionedi volume della bolla, che diviene una sferetta più piccola senza cambiare posizione e forma.
E11. IL MODELLO: LA SIRINGA PIENA D'ACQUA CON LA BOLLA D'ARIA
Concetto: il principio di Pascal.
Materiale necessario• 1 cilindro in plexiglas (altezza 35 cm; larghezza ...) tappato ad una estremità (foto a p. 23)• 4 palle di gommapiuma (diametro 7 cm circa)• 1 palloncino
Descrizione e fasi- si riempie il cilindro nell’ordine con: 2 palle di gommapiuma, il palloncino pieno d’aria, 2 palle
di gommapiuma;- reggendo con una mano il cilindro, si comprime con l’altra mano la prima palla all’interno dello
stesso.
OsservazioniSi osserva che la deformazione della prima palla viene trasmessa anche alla seconda palla e alpalloncino pieno d’aria, che varia il suo volume.
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Conclusioni e saperi appresiCome nell’esperimento della siringa piena d’acqua con una bolla d’aria, la compressione in unpunto del fluido viene trasmessa in tutto il fluido.In presenza di due fluidi diversi, come l’aria e l’acqua (rappresentati rispettivamente dal pallon-cino pieno d’aria e dalle palle di gommapiuma), l’aumento di pressione viene trasmesso dall’ac-qua all’aria. In questo caso l’aumento di pressione è visibile in entrambi i fluidi attraverso lo statodi deformazione del palloncino e delle palle di gommapiuma.
E12. LA BOTTIGLIA TAPPATA E VERTICALE CON I FORI ALLA STESSA ALTEZZA
Concetto: il principio di Pascal.
Materiale necessario• 1 sottovaso di diametro 45 cm• 1 bottiglia in pvc con una corona di fori alla stes-
sa altezza (se vista verticalmente)• scotch• 1 brocca
Descrizione e fasi- si copre la corona di fori con lo scotch;- si riempie la bottiglia di acqua per 3/4;- dopo aver chiuso la bottiglia con il tappo la si dispone verticalmente nel sottovaso;- dopo aver tolto lo scotch, si comprime la bottiglia subito sotto il tappo.
OsservazioniSi osserva che da tutti i fori fuoriescono zampilli d’acqua uguali.
Conclusioni e saperi appresiLa compressione in un punto del fluido viene trasmessa in tutto il fluido. In presenza di due flui-di diversi, come l’aria e l’acqua, l’aumento di pressione viene trasmesso dall’aria all’acqua. Glieffetti di questa trasmissione sono visibili nell’acqua attraverso gli zampilli che fuoriescono daifori e nell’aria attraverso la compressione della stessa.Si può concludere anche che la pressione dell’acqua alla stessa altezza è la medesima in quantogli zampilli sono di pari intensità.
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E13. IL MODELLO: IL CILINDRO ORIZZONTALE
Concetto: la trasmissione della pressione e il principio diPascal.
Materiale necessario• 1 cilindro in plexiglas (altezza 35 cm; larghezza ...) tap-
pato ad una estremità• 5 palle di gommapiuma (diametro 7 cm circa)
Descrizione e fasiSi riempie il cilindro con le palle di gommapiuma e, reggen-dolo con una mano in posizione orizzontale, si applica unaforza con l’altra mano, all’interno dello stesso, sulla prima pallina.
OsservazioniSi osserva che le palle di gommapiuma si comprimono tutte allo stesso modo.
Conclusioni e saperi appresiLa deformazione delle palle rappresenta lo stato di pressione del fluido. Si osserva come la varia-zione di pressione viene trasmessa da una porzione di fluido a un’altra. Poiché la deformazione èla stessa per tutte le palle, si può concludere che la pressione in tutto il fluido alla stessa altez-za è la stessa.
E14. IL MODELLO: LA SCATOLA CON I PISTONI E LA TRASMISSIONEDELLA PRESSIONE
Concetto: la trasmissione della pressione e la compri-mibilità.
Materiale necessario• 1 scatola in rete metallica come da foto• 1 piano in plexiglas di dimensioni di qualche mm
inferiori a quelle della superficie superiore internadella scatola
• 1 pistone in plexiglas• 27 palle di gommapiuma
Descrizione e fasi- si riempie la scatola con le palle di gommapiuma disponendole in modo ordinato su tre strati;- si appoggia sullo strato più alto la lastra in plexiglas trasparente;
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- si comprime il pistone nell’apertura laterale;- successivamente, lasciando il pistone nell’alloggio laterale, si comprime con la mano il piano in
plexiglas sopra l’ultimo strato.
OsservazioniSi osserva che:- comprimendo una fila di palle o uno strato di palle, si deformano non solo le palle di quella fila
o di quello strato, ma tutte le palle nella scatola;- la compressione del sistema determina anche lo spostamento o della lastra o del pistone in ple-
xiglas, se non sono soggetti a vincoli esterni.
Conclusioni e saperi appresiPoiché la deformazione di alcune palle viene trasmessa a tutte le palle nella scatola, si può con-cludere che una variazione di pressione in un punto del fluido viene trasmessa a tutto il fluido intutte le direzioni.
E15. IL MODELLO A SFERE RIGIDE E LA TRASMISSIONE DELLA PRESSIONE
Concetto: la trasmissione della pressione.
Materiale necessario• 1 scatola di legno con pistone e finestrella chiudi-
bile, come da foto• 160 palline di legno di diametro di 2 mm inferiore
a quello dell’altezza interna della scatola
Descrizione e fasi- si riempie la scatola di palline rigide attraverso la finestrella;- si chiude la finestrella con il tassello di legno;- si spinge il pistone.
OsservazioniSi osserva che le palline fuoriescono dalla finestra aprendola e facendo cadere il tassello di legno.
Conclusioni e saperi appresiLe palline rappresentano le porzioni di fluido. Si può concludere che una compressione in unpunto del fluido viene trasmessa in tutto il fluido.Sebbene efficace per la comprensione, il modello a sfere rigide ha il limite di non visualizzare lostato di compressione dei vari elementi di fluido e come venga trasmessa la pressione; risulta piùefficace il modello con le palle deformabili dove è visibile chiaramente tale processo.
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E16. LA PRESSIONE IDROSTATICA: LA MANO NEL SACCHETTO
Concetto: esistenza della pressione idrostatica; la pressione come proprietà di stato del sistema.
Materiale necessario• 1 acquario• 1 sacchetto per surgelazione di alimenti
Descrizione e fasi- si infila una mano nel sacchetto;- tenendo stretto il sacchetto attorno al polso,
si affonda la mano nell’acqua;- immergere la mano a diverse profondità.
OsservazioniL’acqua comprime il sacchetto di plastica. Si sente una forza che agendo in tutte le direzioni,comprime il sacchetto sulla mano. Questa forza aumenta all’aumentare della profondità dellamano nell’acqua.
Conclusioni e saperi appresiSi sente la forza di pressione dell’acqua agire in tutte le direzioni e con un’intensità diversa aseconda della profondità della mano nell’acqua.La pressione idrostatica agisce in tutte le direzioni con la stessa intensità e aumenta all’aumen-tare della profondità.
E17. LA PRESSIONE ATMOSFERICA: IL RIGHELLO SOTTO LA CARTA
Concetto: esistenza della pressione atmosferica; la pressione come proprietà di stato del sistema.
Materiale necessario• 1 righello piatto da 35 cm• 1 foglio di carta
Descrizione e fasi- si appoggia il righello sul piano di un tavolo in
modo che esso sporga per un terzo circa dal bordo;- si stende la carta sopra di esso facendo in modo
che aderisca il più possibile al piano del tavolo;- si dà un colpo secco al righello cercando di far sal-
tare in aria il foglio.
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OsservazioniIl foglio non si alza, mentre è possibile che si rompa il righello.
Conclusioni e saperi appresiLa forza di pressione dell’aria, esercitata sulla superficie del foglio, è talmente intensa da nonconsentire al foglio di carta di essere sollevato dalla forza contraria del righello, provocata dalmovimento della mano su di esso. Il movimento della mano sul righello crea comunque per unistante una depressione sotto al foglio. La differenza di pressione così originata obbliga il foglioa non sollevarsi.
E18. LE DUE SIRINGHE DI SEZIONE DIVERSA
Concetto: la pressione come forza distribuita sullasuperficie.
Materiale necessario• 1 struttura in legno per sostenere le siringhe• 1 siringa da 5 ml• 1 siringa da 10 ml• 1 peso da 1,5 kg
Descrizione e fasi- dopo aver riempito d’aria le due siringhe si collocano nell’apposito sostegno in modo da sigil-
larne l’ugello;- si applica sopra lo stantuffo della siringa di sezione inferiore il peso;- si ripete la stessa cosa con la siringa di sezione maggiore.
OsservazioniSi osserva che il pistone della siringa di sezione inferiore si abbassa di più rispetto a quello disezione maggiore.
Conclusioni e saperi appresiLa compressione risulta maggiore nella siringa di sezione inferiore in ragione della formulaP=F/S. Pertanto, l’aria si comprime in modo maggiore in questa siringa.
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E19. IL MODELLO: IL PIANO SORRETTO DALLE GUIDE
Concetto: la pressione come forza distribuita sulla superficie.
Materiale necessario• 1 struttura in legno e alluminio come da foto• 1 piano in plexiglas delle dimensioni di 2 mm infe-
riori a quelle della superficie interna prodotta dalle4 guide di alluminio
• 4 palle di gommapiuma (diametro 7 cm circa)
Descrizione e fasiSi colloca una palla sotto il piano e si appoggia sopradi essa un peso (ad es. un mattone). Si segna l’altez-za raggiunta dal piano. Si ripete la stessa proceduracon 2, 4, 6, 8 palle utilizzando lo stesso peso.
OsservazioniSi osserva una diversa compressione delle palle ovvero, quando sotto il piano c’è una sola palla, lacompressione è massima, quando sotto il piano ci sono 8 palle, la compressione è minima; ne segueche la distanza misurata tra il piano e la base è via via maggiore con l’aumentare delle palle.
Conclusioni e saperi appresiLa pressione delle porzioni di fluido, misurata attraverso lo stato di compressione delle pallerisulta maggiore quando la superficie di applicazione della forza peso è minore, in ragione dellaformula P=F/S. Infatti, si può vedere la pressione come forza distribuita sulla superficie: quan-do la superficie è inferiore (1 palla) la forza è distribuita interamente su quella palla, quandoinvece la superficie è maggiore (8 palle) la forza viene distribuita su tutte le palle.
E20. IL TORCHIO IDRAULICO
Concetto: applicazione di: il principio di Pascal; l’incomprimibilità dell’acqua; la pressione comeforza distribuita sulla superficie.
Materiale necessario• 1 borsa dell’acqua calda• 1 siringa da 450 ml• 1 mattone
Descrizione e fasi- si collega l’ugello della siringa piena d’acqua con la borsa dell’acqua calda;- si appoggia il mattone sulla superficie della borsa;- si comprime il pistone della siringa.
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OsservazioniSi osserva che l’acqua della siringa defluisce nella borsa sollevando il mattone.
Conclusioni e saperi appresiUna piccola forza su una piccola superficie genera un aumento di pressione che viene trasmessoa tutto il fluido. Per ripristinare una situazione di equilibrio, in ragione di questo aumento, infat-ti, sulla superficie maggiore (superficie di appoggio del mattone) si genera una forza maggiore aquella applicata sul pistone. Il rapporto tra la forza iniziale sulla sezione del pistone e la forzagenerata sulla superficie della borsa dell’acqua calda è costante in ragione della formula P=F/S.
E21. LA BOTTIGLIA COI FORI AD ALTEZZE DIVERSE
Concetto: la legge di Stevino.
Materiale necessario• 1 sottovaso di diametro 45 cm• 1 bottiglia in pvc con una fila di fori ad altezza
diversa (se vista verticalmente)• scotch• 1 brocca
Descrizione e fasi- si copre la fila di fori con lo scotch;- si riempie la bottiglia di acqua;- dopo aver disposto verticalmente la bottiglia nel sottovaso si toglie lo scotch;- si continua a versare acqua dentro la bottiglia.
OsservazioniSi osserva che da tutti i fori fuoriescono zampilli d’acqua di diversa intensità: dal foro inferiorefuoriesce uno zampillo più lungo, mentre dai fori più alti fuoriescono zampilli sempre più corti.
Conclusioni e saperi appresiLa pressione dell’acqua ad una profondità maggiore risulta maggiore; essa cresce in corrispon-denza dell’altezza del liquido sovrastante.
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E22. LA BOTTIGLIA COL FORO SOTTO
Concetto: la legge di Stevino.
Materiale necessario• 1 acquario• una bottiglia in pvc con un foro sotto
(diametro 2-3 cm circa)
Descrizione e fasiDopo aver riempito l’acquario di acqua si spinge ver-ticalmente la bottiglia dentro di esso con il foro rivolto verso il basso.
OsservazioniSi osserva che dentro la bottiglia si genera una fontanella di acqua ilcui getto è tanto maggiore quanto maggiore è la profondità di immer-sione della stessa nell’acqua.
Conclusioni e saperi appresiLa pressione dell’acqua ad una profondità maggiore risulta maggio-re; essa cresce in corrispondenza dell’altezza del liquido sovrastante.
E23. IL MODELLO: LE PALLE NEL CILINDRO VERTICALE
Concetto: la legge di Stevino.
Materiale necessario• 1 cilindro in plexiglas tappato alle due estremità con un coperchio apribile (altezza ...; lar-
ghezza ...)• 5 palline tipo “antistress” con dentro liquido
Descrizione e fasiSi riempie il cilindro con le palle e lo si appoggia sul tavolo in posizione verticale.
OsservazioniSi osserva che le palle si comprimono in modo diverso: la palla più in basso risulta essere quella piùdeformata; man mano che si sale le palle sono, in corrispondenza dell’altezza, meno deformate.
Conclusioni e saperi appresiLa deformazione delle palle rappresenta il campo di pressione del fluido.Maggiore è lo stato di compressione della palla e maggiore è il campo di pressione del fluido. Sipuò concludere quindi che la pressione aumenta con la profondità.
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E24. IL MODELLO: TRE COLONNE DI PALLE NEL CILINDRO VERTICALE
Concetto: un modello mesoscopico della legge di Stevino.
Materiale necessario• 1 cilindro in plexiglass (altezza 35 cm; larghezza ...)• 15 palle di gommapiuma
Descrizione e fasiSi riempie il cilindro facendo tre pile di palle e lo si appoggia sul tavolo in posizione verticale.
OsservazioniSi osserva che le palle si comprimono in modo diverso: la palla più in basso risulta essere quellapiù deformata; man mano che si sale le palle sono in corrispondenza meno deformate. La defor-mazione delle palle che si trovano sulla stessa riga è la stessa. Confrontando lo stato di defor-mazione delle palle con quelle alla stessa altezza nel cilindro, che conteneva una sola pila di palle,si osserva che essa è la medesima.
Conclusioni e saperi appresiLa deformazione delle palle e quindi la pressione del fluido cresce in corrispondenza dell’altezzadel liquido sovrastante, ma non dipende dalla larghezza del recipiente nel quale esso è collocato.
ConsolidamentoTre cilindri messi uno accanto all’altro mostrano l’autonomia di ogni colonna e quindi la dipen-denza della pressione sul fondo solo dalla profondità e dal tipo di liquido (palle): non influisce laquantità di liquido.
E25. IL PALLONCINO APERTO DENTRO LA BOTTIGLIA
Concetto: la differenza di pressione.
Materiale necessario• 1 palloncino• 1 bottiglia in pvc con foro laterale in basso (diametro ...)• 1 tubetto di gomma (diametro ...)• 1 tubetto di colla resistente per plastica
Allestimento del materialeSi pratica un foro laterale vicino al fondo della bottiglia esi infila in esso il tubicino fissandolo con la colla. Si inse-risce all’interno della bottiglia il palloncino assicurandoloal collo della medesima.
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Descrizione e fasiSi aspira l’aria dalla bottiglia attraverso il tubetto di gomma.
OsservazioniIl pallone si gonfia anche se la sua imboccatura è ancora ben aperta.
Conclusioni e saperi appresiAspirando l’aria dalla bottiglia si riesce a vedere l’effetto della pressione atmosferica all’internodel palloncino; in situazione normale vi è equilibrio tra pressione interna alla bottiglia ed esternae il palloncino non si gonfia: aspirando si crea una depressione e la pressione atmosferica (piùalta) gonfia il palloncino.
E26. IL MANOMETRO
Concetto: applicazione di: la legge di Stevino; la trasmissione della pressione.
Materiale necessario• 1 supporto di legno come da foto• 1 tubicino (diametro ...) ad U• fil di ferro• acqua colorata• 1 tubetto di gomma (diametro ...)• 1 imbuto• 1 brocca
Descrizione e fasiUna volta allestito il materiale come risulta dallafoto, si immerge l’imbuto nella brocca ad altezzediverse.
OsservazioniSi osserva che il liquido nel tubo a U risale lungo iltubo a diretto contatto con l’aria esterna.
Conclusioni e saperi appresiL’aumento di pressione ad una maggiore profondità nella brocca piena d’acqua viene trasmessoall’aria presente nel tubicino collegato all’imbuto e, successivamente, al liquido presente nel tuboa U. La differenza di pressione così prodotta mette in moto il liquido, facendolo risalire nel tuboa U fino a raggiungere una nuova posizione di equilibrio.
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E27. IL DIAVOLETTO DI CARTESIO
Concetto: applicazione di: comprimibilità/incomprimibilità nei fluidi; il principio di Pascal; il gal-leggiamento.
Materiale necessario• 1 bottiglia in pvc da 1/2 litro• 1 boccetta di profumo (quelle dei campioni prova gratuiti)
Allestimento del materialePer costruire la bottiglia con il diavoletto: riempire la bottiglia diacqua per 3/4 circa; riempire la boccettina di profumo quantobasta per farla galleggiare nell’acqua della bottiglia; inserire quin-di la boccettina, con l’apertura rivolta verso il basso, dentro la bot-tiglia facendo qualche tentativo; chiudere quindi con il tappo labottiglia.
Descrizione e fasiPremere la bottiglia circa al centro esercitando pressioni.
OsservazioniIl diavoletto affonda quando premo la bottiglia; più premo e piùaffonda; se rilascio la bottiglia il diavoletto torna a galla.
Conclusioni e saperi appresiSono tre gli aspetti evidenziati:i. comprimendo la bottiglia aumento la pressione in tutto il sistema (aria e acqua dentro la bot-
tiglia e dentro la boccettina) secondo il principio di Pascal;ii. l’aria nella bottiglia e nella boccettina si comprime, diminuisce il suo volume, consentendo
all’acqua nella bottiglia di entrare dentro alla boccettina;iii. a causa dell’aumento della massa complessiva della boccettina, pur restando invariato il suo
volume, la stessa affonda.
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E28. LA SPINTA DI ARCHIMEDE
Concetto: la spinta di Archimede.
Materiale necessario• 1 supporto con molla • carta millimetrata• scotch• pennarelli colorati• 4 pupazzetti (piccoli) di ugual volume e diversa massa• 4 pupazzetti (grandi) di ugual volume e diversa massa• olio• 2 brocche
Descrizione e fasi- si attacca la carta millimetrata sul supporto di legno che sostiene il dinamometro;- si riempie una brocca di acqua e una di olio;- con un pennarello di colore diverso per ogni pupazzetto, si segna sulla carta millimetrata il
livello di allungamento della molla, in ciascun mezzo fisico in cui il sistema molla-pupazzettoviene immerso.
OsservazioniSi osserva che:i. l’allungamento della molla in acqua risulta essere lo stesso quando sono attaccati pupazzet-
ti di ugual volume e diversa massa;ii. l’allungamento della molla in acqua, quando sono attaccati pupazzetti di diverso volume e
ugual massa, risulta essere maggiore nel caso dei pupazzetti di volume maggiore;iii. l’allungamento della molla nell’olio risulta essere maggiore rispetto a quello in acqua con
qualsiasi pupazzetto.
Conclusioni e saperi appresi- un oggetto immerso in un fluido riceve una spinta;- la spinta è collegata al volume dell’oggetto immerso e non alla sua massa;- la spinta dipende dal fluido;- fluidi con densità minore, a parità di oggetto immerso, esercitano sull’oggetto una spinta minore.
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E29. GALLEGGIAMENTO DI SOLIDI IN LIQUIDI
Concetto: il galleggiamento.
Materiale necessario• 1 acquario• 5 ovetti (piccoli) di diversa massa• 1 ovetto (grande) di massa uguale a 1 degli ovet-
ti piccoli• 1 bilancia elettronica di sensibilità al grammo• 6 cubetti (2 cm) di materiale diverso: alluminio,
plexiglas, plastica, pongo, legno, polistirolo
Descrizione e fasiSi misura la massa dei diversi oggetti sulla bilancia elettronica. Si collocano i medesimi nell’ac-quario. Ci si chiede se è possibile far galleggiare il cubetto di pongo.
OsservazioniSi osservano le seguenti situazioni:i. ovetti di pari volume e diversa massa si comportano in 3 soli modi: affondano, restano in equi-
librio nell’acqua, galleggiano nell’acquario, in ragione della loro diversa massa;ii. ovetti di diverso volume e massa uguale: l’ovetto di volume inferiore affonda, quello di volu-
me maggiore galleggia;iii. i 6 cubetti di pari volume affondano e galleggiano in base al materiale con il quale sono fatti;
nella fattispecie galleggiano: plexiglas, legno, polistirolo e affondano: alluminio e plastica;iv. se modifico la forma del cubetto di pongo e gli aumento il volume (lo trasformo in una bar-
chetta) questo galleggia.
Conclusioni e saperi appresi- il comportamento in acqua di oggetti diversi dipende da due grandezze insieme: la massa e il
volume dei medesimi;- cubetti di materiale diverso affondano o galleggiano in base al materiale con il quale sono fatti;- ogni materiale è caratterizzato da una grandezza costante, la densità, data dal rapporto della
massa sul volume;- la grandezza fondamentale coinvolta nel fenomeno del galleggiamento è la densità dell’oggetto.
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E30. LA COMMEDIA IDROSTATICA
Concetto: il galleggiamento.
Materiale necessario• 1 acquario• 1 barca,• 12 rondelle di ferro• 2 sostegni laterali per le rondelle
Descrizione e fasiSi utilizza il materiale a disposizione per drammatizzare la storia sotto riportata:
C’era una volta una nave che trasportava dei grossi dischi di ferro… la nave era diretta verso la città
di ferrini… la nave andava sempre piano piano ma arrivava sempre nel porto. Un giorno al coman-
dante di quella nave, che voleva guadagnare di più, fu chiesto di portare alla città di ferrini molto
più ferro…. E così il comandante contento fece caricare di più quella nave….che però cominciò pian
piano ad affondare…”aiuto, aiuto, la nave affonda!!” Gridò il comandante e tutto l’equipaggio…”si
salvi chi può!”…”bisognerá buttare i dischi di ferro in mare. Oh, povero me, sono rovinato!”…ma
l’equipaggio non fece in tempo a buttare i grossi dischi che la nave affondò…fortunatamente l’e-
quipaggio e il comandante riuscirono a tuffarsi in mare…così qualche tempo dopo fu chiesto allo
stesso comandante di portare la stessa quantità di ferro alla città di galleggio con una nave identi-
ca a quella affondata…il comandante si preoccupò perché se non avesse trovato una soluzione la
nave sarebbe nuovamente affondata e lo avrebbero licenziato dal suo lavoro… così chiese aiuto a
degli esperti ingegneri, i quali usarono i dischi di ferro come galleggianti sistemandoli fuori dalla
nave metà per parte.
OsservazioniLa nave con i dischi di ferro collocati all’interno della medesima, affonda; la nave con i dischi diferro utilizzati come bilanceri all’esterno della medesima, galleggia.
Conclusioni e saperi appresiLeggendo il fenomeno dal punto di vista del galleggiamento si può concludere che, per far gal-leggiare la nave a parità di massa, devo aumentarne il volume, ovvero devo modificarne la densi-tà media; leggendo il fenomeno dal punto di vista della spinta di Archimede si può concludereche, per far galleggiare la nave a parità di massa, devo aumentarne il volume, affinché riceva unaspinta maggiore.
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E31. GALLEGGIAMENTO DI LIQUIDI IN LIQUIDI
Concetto: concetto di densità relativa.
Materiale necessario• 1 cilindro graduato da 100 ml• liquidi di diversa densità: acqua colorata, olio, etanolo• 1 tappo in gomma per il cilindro graduato
Descrizione e fasi- si collocano all’interno del cilindro i diversi liquidi;- si chiude il cilindro con il tappo in gomma;- si agita il tutto e lo si lascia riposare per qualche minuto;- si osserva la stratificazione dei liquidi.
OsservazioniSi osserva che i diversi liquidi sono insolubili e si stratificano l’uno sull’altro collocandosi a diver-se altezze, secondo la regola: i liquidi in base a valori crescenti di densità si dispongono dall’al-to verso il basso.
Conclusioni e saperi appresiAnche i liquidi galleggiano sui liquidi in base alla loro reciproca densità, secondo la regola: liqui-di di densità relativa inferiore galleggiano su liquidi di densità relativa maggiore.
E32. IL DENSIMETRO
Concetto: il galleggiamento; concetto di densità relativa.
Materiale necessario• 1 panetto di pongo• 1 cannuccia• 4 bicchieri di plastica• 1 pennarello indelebile a punta fine• olio, acqua, miele, etanolo
Descrizione e fasi- si taglia una cannuccia per circa 1/3 e si applica ad
una sua estremità un pezzo di pongo;- si prova a immergere la cannuccia in un bicchiere
d’acqua; l’obiettivo è quello di far galleggiare la can-nuccia verticalmente nei liquidi;
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- dopo alcuni tentativi per raggiungere un galleggiamento ottimale si segna con il pennarelloindelebile il livello di affondamento raggiunto dalla cannuccia nell’acqua;
- il densimetro è pronto: ora lo si immerge negli altri liquidi dentro i bicchieri e si segna il livel-lo per ciascuno.
OsservazioniSi osserva che il densimetro affonda di più nell’olio, un po’ meno nell’acqua, e molto meno nelmiele.
Conclusioni e saperi appresiIl densimetro misura la densità dei liquidi. Dall’affondamento del medesimo in acqua, olio e mielerisulta che: il miele è il più denso, segue l’acqua e per finire l’olio, che risulta essere il meno denso.
E33. IL MODELLO: IL GALLEGGIAMENTO
Concetto: il galleggiamento; concetto di densità relativa.
Materiale necessario• 1 contenitore con l’imboccatura più stretta• pellicola da cucina• 2 manciate di palline di plastica (diametro 4mm)• 2 manciate di palline di metallo (diametro 4 mm)• 1 scatola di cartone alta• 8 palle di gommapiuma (diametro 7 cm)• 8 palle da tennis (diametro 7 cm)
Descrizione e fasi- si riempie per circa metà di palline di plastica il contenitore;- si versa quindi nello stesso una manciata di palline di metallo;- si copre il contenitore con la pellicola;- si scuote per qualche minuto il contenitore;- si ripete la stessa procedura con le palle di gommapiuma e da tennis nella scatola, facendo
attenzione a versare per prime le palle di gommapiuma.
OsservazioniSi osserva che le palline di metallo si dispongono a strati progressivamente più bassi, fino a rag-giungere il fondo del contenitore. Lo stesso accade per le palle da tennis nella scatola.
Conclusioni e saperi appresiLe palline e le palle rappresentano il nostro modello di fluido e quello che accade nel galleggia-mento di liquidi in liquidi: il liquido di densità relativa maggiore si dispone infatti sul fondo, facen-do galleggiare quello a densità relativa inferiore.
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E34. MISURA DEL VOLUME DI SOLIDI E GRANULARI
Concetto: applicazione di: incomprimibilità dell’acqua; concetto di volume.
Materiale necessario• 3 cilindri graduati da 100 ml• sabbia• 1 scatola di regoli• 3 cubetti (2 cm) di materiale diverso: legno, plexiglas, alluminio
Descrizione e fasi- si inserisce dell’acqua all’interno del cilindro graduato, posto in
piedi su di un piano orizzontale;- se ne legge il livello, registrandone il corrispondente valore del
volume V1;- si inserisce l’oggetto di cui si vuole conoscere il volume all’in-
terno del cilindro graduato;- si segna il nuovo livello raggiunto dall’acqua registrando il valore del volume V2 occupato dal-
l’acqua e dall’oggetto immerso.
Per misurare il volume della sabbia si procede in questo modo:- si misura inizialmente il volume della sabbia semplicemente versando la sabbia all’interno del
cilindro graduato senza l’acqua (prima di effettuare la misura si agita leggermente il cilindroin modo da livellare la sabbia);
- poi si effettua la vera misurazione ripetendo la misura come nel primo caso, ovvero utilizzan-do il terzo cilindro con l’acqua e misurando i due livelli del liquido, prima e dopo l’inserimentodella sabbia.
OsservazioniSi osserva che il livello dell’acqua aumenta quando si immerge il solido.Il valore del volume dell’oggetto immerso si ottiene per differenza con la formula V = V2 - V1.Il valore del volume V della sabbia risulta diverso a seconda del metodo utilizzato. Con il primosistema, senza l’utilizzo dell’acqua, si ottiene il volume della sabbia insieme a quello dell’aria pre-sente tra i singoli granelli. Con il secondo metodo, sempre per differenza tra V1 e V2, si ottieneinvece l’effettivo valore del volume della sabbia.
Conclusioni e saperi appresi- il livello dell’acqua aumenta per lasciar spazio all’oggetto inserito;- il volume dell’acqua aumenta esattamente del volume dell’oggetto inserito;- lo spostamento del liquido può essere ottenuto valutando tale aumento;- nel caso della sabbia, il volume misurato direttamente, inserendo solo la sabbia nel cilindro gra-
duato, risulta maggiore di quello misurato con il metodo dell’immersione, perché l’acqua va asostituirsi all’aria, che occupava gli spazi tra i granelli di sabbia.
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E35. IL MODELLO: LA DENSITÀ E LA PRESSIONE
Concetto: concetto di densità.
Materiale necessario:• 2 palle di gommapiuma• 1 calza tipo “gambaletto”
Descrizione e fasi- si inseriscono due palle di gommapiuma den-
tro una calza;- si cerca di dimezzare il volume complessivo
stringendo la calza attorno alle palle.
OsservazioniSi osserva che il volume delle palle nella calza si è ridotto.
Conclusioni e saperi appresiSi utilizza l’esempio così ottenuto per comprendere il significato della grandezza densità, nel casospecifico quella dei fluidi, poiché le palle rappresentano porzioni di liquido. Infatti, poiché lamassa complessiva resta costante e quello che varia è il volume, la densità aumenta in ragionedella formula: d = m/V.Questo modello fa comprendere anche il concetto di pressione come priorità del punto: ognipunto, nelle due situazioni, sente la diversa pressione esercitata dall’esterno mediante la calza.
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esplorare per interpretare nella scuola primaria
I FLUIDI UN EQUILIBRIOSchede per studenti
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 1)
I SOLIDI
Nella “scatola dei solidi” abbiamo trovato:
solidi di forma diversa,
di volume diverso,
di materiale diverso…
volevamo schiacciarli, deformarli ma…qualcuno cambiava forma e volume e poi tornavasubito come prima,
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qualcuno si è frantumato in cento,duecento… mille pezzi… lo abbia-mo chiamato SOLIDO GRANULA-RE… di esso si studiano i singolipezzetti;
qualcuno impiegava più tempo a tornare come prima… e lo abbiamo chiamato SOLIDO AMOR-FO o finto solido,
e per finire… qualcuno non si deformava affatto.
Allora abbiamo concluso che:
ciascun vero solido ha volume _____________ e forma _____________
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 2)
I LIQUIDI
Nella “scatola dei liquidi” abbiamo trovato:
liquidi diversi dentro cilindri graduati…
il cilindro graduato misura il _______________ ;
li abbiamo versati in contenitori di forma diversa,e loro hanno preso la forma ________________;
e poi li abbiamo rimessi nei cilindri graduati dove abbiamo scoperto che il loro volume è/non ècambiato…poi li abbiamo rovesciati su un piano… e abbiamo scoperto che tutti _____________________;qualcuno velocemente, qualcuno più lentamente, qualcuno è lentissimo…
uno di essi, lo slimy, ci ha messo in crisi…è solido o liquido?
Abbiamo stabilito che è un ________________________
perché ________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
_______________________________________________
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 3)
I GAS
Oggi abbiamo costruito insieme una scatola a fumo pro-fumato.
1. Come si comporta il fumo: come si dispone dentro la scatola?
______________________________________________________________________________
Il bastoncino d’incenso sta continuando a consumarsi.2. Il fumo aumenta?❐ Sì❐ No
3. La massa del fumo aumenta, diminuisce o resta uguale? ___________________
4. Se il fumo aumenta dentro la scatola il suo volume come cambia?❐ Aumenta❐ Diminuisce❐ Resta uguale
5. Se il fumo aumenta dentro la scatola la sua forma cambia?❐ Sì ❐ NoSpiega: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ora fai la tua previsione:6. Se volessi rovesciare il fumo sul tavolo aprendo la scatola, cosa succede? Cosa fa il fumo?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Come cambia la massa di tutto il fumo?❐ Aumenta❐ Diminuisce❐ Resta uguale
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8. Cambia la forma di tutto il fumo?❐ Sì❐ NoSpiega: ________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
9. Come cambia il volume di tutto il fumo?❐ Aumenta❐ Diminuisce❐ Resta uguale
10. Cosa possiamo concludere sul volume di un gas: secondo te un gas ha volume proprio? Provaa spiegare la tua risposta a un compagno:
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
11. Cosa possiamo concludere sulla forma di un gas: secondo te un gas ha forma propria? Provaa spiegare la tua risposta a un compagno:
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 4)
VEDERE L’ARIA
La “scatola dei gas” sembra vuota… invece cosa c’è dentro? ___________________________
Guardo un piccolo esperimento:c’è un acquario pieno d’acqua e al suo interno un bicchiere capo-volto, anch’esso pieno d’acqua… con una cannuccia flessibile vogliosoffiarvi dentro…
Previsione Verifica
1. Se io soffio nella cannuccia dove pensi andrà ciò che soffio?
______________________________________ ______________________________________
______________________________________ ______________________________________
______________________________________ ______________________________________
2. Cosa succederà all’acqua nel bicchiere?
______________________________________ ______________________________________
______________________________________ ______________________________________
______________________________________ ______________________________________
Spiega ciò che hai osservato:
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. Cosa hai soffiato? _____________________________________________________________
4. Cosa ritieni ci sia nella parte superiore del bicchiere? ________________________________
5. Svuotiamo una bottiglia di acqua nell’acquario.A quel punto cosa c’è dentro la bottiglia? _____________________________________________
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 5)
SCHIACCIARE… COMPRIMERE I FLUIDI
Se noi prendiamo un liquido senza conteni-tore questo ________________.Allora proviamo a schiacciare, comprimereun liquido libero di muoversi… ma ogniforza che facciamo, in qualsiasi direzionela applichiamo, produce solo che il liquidoscorra ancora… fino a diventare uno stra-to sottile sottile… si deforma e basta…
Qualunque direzione abbia la mia forza, ilsuo effetto è sempre uguale a quello di unaforza perpendicolare alla superficie delliquido…Allora concludiamo che le uniche forze acui il nostro fluido può essere soggetto sonoquelle: ((cceerrcchhiiaa llaa rriissppoossttaa eessaattttaa))perché un fluido non ha bisogno di altre forze per scorrere.
Vogliamo provare a schiacciare, comprimere i fluidi… allora come possiamo fare?Ho 2 palloncini che contengono fluidi: uno contiene aria, l’altro contiene acqua… sistemo cia-scuno di loro dentro un cilindro.Li schiaccio allo stesso modo, cioè applico una forza perpendicolare alla superficie… cosa è suc-cesso? Il fluido cerca di _____________________ ma, siccome c’è tutto il cilindro intorno, puòsolo cercare di ridurre lo spazio che occupa, cioè cambiare il suo _________________________ .
Lo fanno? Solo il palloncino pieno di ____________ cambia il volume, oltre che la forma… men-tre per quello pieno di ____________ non riusciamo a vedere ad occhio nudo il cambiamento delvolume, esso cambia solo _____________. Allora possiamo dire che un gas è comprimibi-le/incomprimibile e che un liquido ha una bassissima __________________ .
Aria
Cambiail suovolume
Acqua
Noncambiail suovolume
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Nome e Cognome _______________________________________________________ (SCHEDA)
LA PRESSIONE: PROPRIETÀ DI UN FLUIDO LEGATA AL VOLUME
Quando schiaccio o stringo qualcosa io ________________ qualcosa.1. Quando comprimo il palloncino pieno d’acqua non cambia il volume; allora faccio un forellinosul palloncino… poi lo comprimo… e vedo che (descrivi) __________________; è cambiato qual-cosa dentro di lui quando l’ho compresso?❐ Sì ❐ NoSpiega: ________________________________________________________________________
Concludiamo che lui ha un suo stato di pressione e, quando lo comprimo, gli cambio questo statoche lui ha.
ATTIVITÀ n. 1:Ho due siringhe il cui ugello è sigillato: una è piena d’acquae una è piena d’aria.
2. Fai la tua previsione: se schiaccio il pistone della siringa come pensi cambierà il suo volume?Aria Acqua❐ Aumenta ❐ Aumenta❐ Diminuisce ❐ Diminuisce ❐ Resta uguale ❐ Resta uguale
Verifica la tua previsione: quali uguaglianze e quali differenze tra l’aria e l’acqua hai individuato?
Uguaglianze Differenze
______________________________________ ______________________________________
______________________________________ ______________________________________
______________________________________ ______________________________________
3. Cosa vuol dire secondo te comprimere?
__________________________________
__________________________________
Concludiamo che:
PRESSIONE
ARIA
Comprimo/aumento la pressione
Cambiail volume;diminuisce
Cambiail volume;aumenta
Non cambiail volume
Diminuisco la pressione
ARIAACQUA
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 7)
I FLUIDI E IL MODELLO
Abbiamo deciso di rappresentare i fluidi con un modello per poterli studiare meglio.Così abbiamo deciso di immaginare un liquido ripartito in porzioni… ogni porzione si comportacome tutto il nostro liquido insieme…
1. Disegna i tre acquari con l’acqua (il liquido reale), i gavettoni (il liquido diviso in porzioni), lepalle di gommapiuma (il modello).
2. Un fluido è qualcosa che scorre… le nostre palle di gommapiuma scorrono?❐ Sì❐ No
3. Ti ricordi com’è la forma di un fluido? Disegna il nostro modello con le palle dentro conteni-tori di forma diversa.
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 8)
LA PRESSIONE: PROPRIETÀ DI STATO DEL SISTEMA E IL MODELLO
ATTIVITÀ n. 2:C’è una bottiglia piena d’acqua distesa su un piatto e tappa-ta; su di essa sono stati effettuati dei fori alla stessa altezza;con una mano comprimo la bottiglia vicino al tappo.
1. Secondo te, quando comprimiamo vicino al tappo dove si risente della mia compressione?❐ Solo nell’acqua vicina alla mano che comprime la bottiglia❐ In tutta l’acquaCosa hai visto che ti ha fatto rispondere così?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
2. Cosa cambia in ogni punto dell’acqua nella bottiglia quando la comprimo?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Proviamo a capire cosa succede… utilizziamo un modello di liquido per poter capire meglio.Immaginiamo il liquido ripartito in porzioni… ogni porzione si comporta come tutto il nostroliquido; scegliamo di rappresentare le porzioni del liquido con delle palline di gommapiuma.
3. Se comprimo un liquido non cambia visibilmente il volume, però lui ne risente; quando schiac-ci (comprimi) cosa produci nei diversi punti del liquido?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
4. Ora proviamo a vedere cosa accade alle singoleporzioni di liquido del nostro modello quando effet-tuiamo una compressione su una di esse. Hai a dispo-sizione un tubo con delle palle di gommapiuma.
Disegna cosa accadrà alle palline quando tu effettuiuna compressione sulla pallina n. 1.
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Verifica la tua previsione.5. Si comprimono tutte le palline o una sola? __________________________________________
6. Si comprimono allo stesso modo o in modo diverso? __________________________________
Spiega perché ___________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
7. Chi ha prodotto la compressione dell’ultima pallina? ________________________________
Spiega: ________________________________________________________________________
Lo stato di deformazione delle palline ci rappresenta quello delle porzioni del liquido ed in par-ticolare lo stato di PRESSIONE di ciascuna porzione di liquido. Quando applico una forza cam-bia lo stato di deformazione delle palline e quindi la pressione del liquido.
8. Come cambia secondo te in ciascuna porzione del liquido la pressione quando comprimo?Rispondi con un disegno e a parole: _________________________________________________
______________________________________________________________________________
Se il liquido si deforma poco, forse è meglio rappresentarlo con palline rigide. Se le comprimocambia ugualmente lo stato di pressione di ciascuna di esse e se ne trasmettono gli effetti?Facciamo una esplorazione…
9. Proviamo ad usare un modello con sfere rigide. Hai a disposizione una sca-tolina di legno con pistone. Sulla scatolina c’è una finestra apribile. Dentro allascatolina ci sono delle palline rigide.
Quando schiacci il pistone cosa accade? Disegnalo.
PREVISIONE OSSERVAZIONE
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10. Cosa puoi concludere: come si trasmettono la pressione le varie porzioni del liquido simula-to da sferette rigide?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Disegna con delle frecce le direzioni di trasmissione della pressione.
11. Rileggi le domande dell’attività 2; ritieni di aver risposto in modo corretto? Correggi, seserve, le tue risposte utilizzando una penna di altro colore!
Allora, possiamo concludere che la pressione è una proprietà dello stato del fluido e quandoapplico una forza su una superficie del fluido, non la applico per dare una pressione ma percambiare la sua pressione.
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Nome e Cognome ______________________________________________________ (SCHEDA 9)
LA PRESSIONE: PROPRIETÀ DI STATO DEL SISTEMA E IL PRINCIPIO DI PASCAL
ATTIVITÀ n. 3:C’è una siringa piena d’acqua con una bolla d’aria dentro; l’ugello della siringa è tappato.
1. Se spingo il pistone questo:
PREVISIONE OSSERVAZIONE
❐ Sta fermo ❐ Sta fermo❐ Si abbassa un po’ ❐ Si abbassa un po’❐ Si alza un po’ ❐ Si alza un po’
2. Disegna cosa succede alla bolla d’aria: disegna labolla prima di comprimere con il pistone e dopo avercompresso.
Proviamo a spiegare.Utilizza il modello con le palle di gommapiuma per simulare l’acqua e un palloncino d’aria persimulare la bolla d’aria dell’esperimento della siringa e poi rispondi.
3. Quando comprimi il pistone della siringa chi sente la compressione?❐ Solo l’aria❐ Solo l’acqua❐ Acqua e ariaSpiega: ________________________________________________________________________
4. Quando comprimi il pistone cosa cambia nell’acqua e nell’aria?______________________________________________________________________________
Allora possiamo concludere che se effettuo una compressione su una superficie di un fluido,tutto il fluido risente della mia azione, ciò significa che il suo stato di pressione varia in ognipunto, perché la mia compressione viene trasmessa in tutto il fluido e in tutte le direzioni. Seho due fluidi questo cambiamento di stato riguarda tutti e due.
Esiste uno stato di pressione nei liquidi e nei gas anche se noi non facciamo alcuna compressio-ne? Facciamo altri esperimenti per studiarlo…
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5. Cosa accade: si alza il foglio?❐ Sì❐ NoCome mai? _____________________________________________________________________
6. C’è uno stato di pressione dell’aria anche se io non la comprimo?❐ Sì❐ NoSpiega:_________________________________________________________________________
ATTIVITÀ n. 5:C’è un acquario pieno d’acqua; infilo la mano in un sacchetto e, dopoaver stretto con l’altra mano l’apertura del sacchetto al polso,immergo la mano nell’acquario.
7. Che cosa succede al sacchetto?___________________________________________________
8. Come te lo spieghi?___________________________________________________________
9. C’è uno stato di pressione dell’acqua anche se io non la comprimo?❐ Sì❐ NoSpiega:_________________________________________________________________________
Prova ora a immergere la mano in un acquario pieno di palle di gommapiuma. Succede la stes-sa cosa? _______________________________________________________________________
Concludo che i fluidi hanno uno stato di pressione indipendentemente dalle possibili compres-sioni che io posso produrre per variarne lo stato.
Domanda per casa.Il modello a palle di gommapiuma rappresenta abbastanza bene il liquido? _________________
______________________________________________________________________________
ATTIVITÀ n. 4:C’è un righello piatto e abbastanza lungo (60 cm circa)appoggiato su un tavolo e sporgente per circa 15 cm; sopradi esso è appoggiato un foglio di carta, i cui bordi sono benaderenti al tavolo; con una mossa rapida e precisa batti ilpalmo della mano sulla sporgenza del righello.
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 10)
LA BOTTIGLIA TAPPATA E VERTICALE CON FORI DI UGUALE ALTEZZA
ATTIVITÀ n. 6:C’è un sottovaso sul quale è appoggiata in posizione verticale unabottiglia in pvc tappata; la bottiglia è quasi del tutto piena d’ac-qua e ha una corona di fori alla stessa altezza.
1. Comprimi la bottiglia subito sotto al tappo. Cosa accadrà:
Prevedi cosa accadrà Riferisci cosa è accaduto
All’aria All’acqua All’aria All’acqua nella bottiglia nella bottiglia nella bottiglia nella bottiglia
Spiega la tua risposta Spiega la tua risposta
Conclusioni.2. Come cambia la pressione di un fluido quando lo comprimiamo?______________________________________________________________________________
3. Se ci sono due fluidi, quando fai una compressione, la pressione varia:❐ in uno solo❐ in entrambiSpiega:_________________________________________________________________________
4. Come spieghi ciò che osservi con il modello di fluido a palle di gommapiuma? _____________
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 11)
LA PRESSIONE: FORZA DISTRIBUITA SULLA SUPERFICIE
Finora abbiamo descritto la pressione come uno stato del fluido e l’abbiamo rappresentatacome stato di deformazione di palline di gommapiuma, che rappresentano porzioni di liquido.
Hai a disposizione un piano orizzontale sorretto da 4 guide, ma libero di scorrere. Osserva lo statodi deformazione di una pallina sotto il piano sul quale è applicata una forza peso.
1. Ora disegna lo stato di deformazione di 4 palline vicine sottoposte allo stesso peso.Palline viste dall’alto
Situazione senza peso vista di fianco Situazione con il peso vista di fianco
Verifica la tua ipotesi.2. Le 4 palline come sono state compresse rispetto alla pallina singola?❐ Di più rispetto alla pallina singola ❐ Di meno rispetto alla pallina singola❐ Allo stesso modoSpiega:_________________________________________________________________________
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Consideriamo un’analoga situazione con un gas:
ATTIVITÀ n. 7:ci sono due siringhe di sezione diversa, piene d’aria e con l’ugellosigillato; le siringhe sono appoggiate su un porta provette; appli-chiamo lo stesso peso sullo stantuffo della siringa e osserviamo l’ab-bassamento del pistone.
3. Lo stato di compressione dell’aria nelle due siringhe è:❐ uguale❐ diverso
4. In quale siringa la pressione è maggiore dopo la compressione?❐ Nella siringa di sezione maggiore❐ Nella siringa di sezione minoreCome lo spieghi:
_______________________________________________________________________________
Se applico lo stesso peso allo stantuffo, significa che applico la stessaforza su due stantuffi di superficie diversa.
Possiamo pertanto interpretare la pressione come forza distribuita sulla superficie: un modoper “spalmare” la forza sulla superficie.Considerare la pressione significa considerare una nuova grandezza, che non è la forza, perchéquello che in realtà conta è la frazione della forza sulla superficie: è come si suddivide la forzaa seconda di quanto è grande la superficie.Quando la pressione è prodotta dall’esterno con una forza su una superficie si valuta la pres-sione facendo la divisione tra la forza perpendicolare al liquido e la superficie (P = F ).
S
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 12)
IL TORCHIO IDRAULICO
Abbiamo già visto che se esercito una forza su una superficie di un fluido aumenta lo stato dipressione di tutto il fluido in ragione della frazione della forza che incide su ogni porzione dellasuperficie.
ATTIVITÀ n. 8:C’è un sistema, composto da una “borsa dell’acquacalda” vuota, la cui apertura è collegata ermeticamentecon una siringa piena d’acqua; sulla “borsa dell’acquacalda” è appoggiato un mattone; chiamiamo questosistema torchio idraulico.
1. Riesci a sollevare un mattone pesante con il solo dito pollice? __________________________
2. E a muovere il pistone della siringa con il dito pollice? ________________________________
3. Se comprimi con un dito il pistone della siringa cosa pensi succederà al mattone?
PREVISIONE OSSERVAZIONE
❐ Sta fermo lì ❐ Sta fermo lì❐ Si solleva ❐ Si solleva
Spiega: Spiega:
__________________________________ __________________________________
__________________________________ __________________________________
__________________________________ __________________________________
4. Osserva la superficie dello stantuffo della siringa:❐ è più grande della superficie su cui appoggia il mattone❐ è più piccola della superficie su cui appoggia il mattone❐ è uguale alla superficie su cui appoggia il mattone
5. La forza che devi applicare allo stantuffo della siringa con il dito per comprimere l’acqua,rispetto a quella che l’acqua fa sul mattone per sollevarlo, è:❐ più intensa❐ meno intensa❐ di uguale intensità
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6. La pressione dell’acqua dentro la siringa com’è rispetto a quella dentro la “borsa dell’acqua”?❐ Maggiore❐ Minore❐ Uguale
Proviamo a interpretare cosa succede con il nostro modello di fluido a palle di gommapiuma.
Lo stato di deformazione di ciascuna palla rappresenta il suo stato di pressione. Consideriamoancora le seguenti due situazioni:1 palla e 4 palle sotto il piano sorretto dalle guide.Perché le palle abbiano lo stesso stato di deformazione, cioè siano sottoposte alla stessa pres-sione, quale peso devo mettere su 4 palle se metto 1 kg su una palla? ______________________
Spiega:_________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
L’aumento di superficie (ovvero numero di palle) distribuisce il peso su ciascuna e quindi ciascunpunto della superficie (ovvero ciascuna palla) è sottoposto a una pressione minore se lascio lostesso peso sopra.Per avere la stessa pressione (deformazione di ciascuna palla) su ogni punto della superficie devoaumentare il peso sopra in modo proporzionale all’aumento di superficie.Il torchio idraulico sfrutta il principio di trasmissione della pressione in tutte le direzioni dei liqui-di (che trasmettono la pressione, perché quando li comprimo non si deformano quasi per nulla),per trasformare una forza piccola su una superficie piccola in una forza grande su una superficegrande.
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 13)
LA PRESSIONE AD ALTEZZE DIVERSE…
1. Situazione: c’è una bottiglia senza tappo e disposta verticalmente su un grande piatto; la bot-tiglia ha dei fori ad altezze diverse.Disegna come saranno gli zampilli di acqua che fuoriescono dalla bottiglia qui sotto disegnata.
PREVISIONE SPIEGAZIONE
Verifica la tua ipotesi.2. Segna con una matita di colore diverso come vanno veramente gli zampilli.
Osservazione ed interpretazione:Dalla bottiglia coi fori ad altezze diverse ho visto che gli zampilli sono uguali /diversi e cambia-no in base all’altezza… più il foro si trova a una quota profonda nella bottiglia e più lungo eintenso è lo zampillo… allora ho capito che la pressione dell’acqua a una profondità maggiore è_____________________.
3. Prendiamo il nostro modello… come varierà lo stato di pressione delle nostre palle ad una pro-fondità maggiore? Disegna lo stato di deformazione di 5 palle in un tubo disposto verticalmente.
PREVISIONE SPIEGAZIONE
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4. Cosa puoi concludere sulla variazione della pressione ad altezze diverse?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
5. Ora osserva il tubo di sezione maggiore con tre colonne di palle. Disegna come si schiaccerannole palle rispetto a quelle del tubo con una sola pila di palle.
PREVISIONE SPIEGAZIONE
Tubo con Tubo con Tubo con Tubo con1 pila di palle 3 pile di palle 1 pila di palle 3 pile di palle
Ogni pila (colonna) di palle è indipendente e sente la pressione prodotta dall’alto (perché le pare-ti laterali sono rigide) perciò ad ogni altezza (quota) si trova la stessa pressione.
Conclusione: lo stato di deformazione delle palle, ovvero lo stato di pressione del fluido, dipen-de dalla __________________ ma non dalla ________________ del recipiente nel quale esso ècontenuto.
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 14)
IL PALLONCINO APERTO DENTRO LA BOTTIGLIA
ATTIVITÀ n. 9:C’è una bottiglia con un foro laterale; il foro è collegato a un tubicino dal qualeposso aspirare; l’imboccatura della bottiglia è chiusa da un palloncino postoall’interno della stessa; il palloncino quindi resta aperto.
1. Cosa farà il palloncino una volta che io aspiro l’a-ria? (cerchia la tua previsione)Spiega la tua scelta: ________________________________________________________________________________________________________________
2. Verifica la tua previsione: correggi la tua risposta con un colore diverso e spiega perché secon-do te è successo così.______________________________________________________________________________
Abbiamo visto che l’aria ha un suo stato di pressione anche se io non faccio nulla (comprimo,aspiro...).
3. Sai che quando comprimo l’aria la pressione aumenta. Quando aspiro l’aria come cambia lapressione?❐ Aumenta❐ Diminuisce❐ Resta uguale
4. Com’è la pressione dell’aria dentro la bottiglia rispetto a quella fuori dalla bottiglia?
PRIMA DI ASPIRARE L’ARIA QUANDO STO ASPIRANDO
❐ Maggiore ❐ Maggiore❐ Uguale ❐ Uguale❐ Minore ❐ Minore
55.. Perché secondo te allora il palloncino non si gonfia quando io non aspiro l’aria?______________________________________________________________________________
Concludo che: perché io possa vedere l’effetto della pressione atmosferica sulle cose deveesserci una differenza di pressione.
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 15)
LA SPINTA DI ARCHIMEDE
1. Situazione A: ho un “peso” attaccato a una molla. La molla si allunga di un tratto. Se immer-go l’oggetto in acqua di quanto si allungherà la molla rispetto a prima?❐ Di un tratto maggiore❐ Di un tratto minore❐ Allo stesso modo
2. Come spieghi il diverso allungamento della molla?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. Fai delle previsioni con un disegno.Situazione B: allungamento in aria di 2 cilindri di uguale peso e diverso volume
Fai un disegno degli allungamenti che prevedi quando si immergono i pesi in acqua. Modifica ildisegno a partire da quello sopra
Disegno Spiegazione
4. Cosa misura l’allungamento della molla in aria?
______________________________________________________________________________
A B
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5. Situazione C: allungamento in aria di 2 cilindri di uguale volume e diverso peso.
Fai un disegno degli allungamenti che prevedi quando si immergono i pesi in acqua. Modifica ildisegno precedente.
Disegno Spiegazione
Verifica la tua previsione.6. Quale cilindro riceve una spinta maggiore?❐ Quello con volume maggiore❐ Quello con peso maggiore
Fai la tua previsione.7. Situazione D: allungamento di una molla per uno stesso cilindro (stesso peso e volume) inliquidi diversi: acqua e olio. Fai un disegno degli allungamenti che prevedi quando si immergonoi pesi nei due liquidi.
C D
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Verifica la tua previsione.
8. Cosa puoi concludere: cosa conta nella spinta di un oggetto e la rende, secondo te, maggiore ominore? (se lo ritieni opportuno puoi scegliere più di una risposta)❐ Il peso dell’oggetto❐ La forma dell’oggetto❐ Il volume immerso dell’oggetto ❐ Il materiale dell’oggetto❐ Il liquido scelto❐ La quantità di liquido spostata dall’oggetto❐ La forma del recipiente che contiene il liquido❐ Il volume del recipiente che contiene il liquido
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 16)
COSTRUIAMO IL DENSIMETRO
Oggi proviamo a costruire insieme un densimetro.Ci servono:• alcune cannucce di plastica• dei pezzi di pongo• un pennarello indelebile• un paio di forbici• liquidi diversi: olio, acqua, miele…• recipienti per contenere i liquidi
Come si fa:Ritaglia un pezzo di cannuccia, circa 1/3 della cannuccia intera.Applica una pallina di pongo al pezzo di cannuccia che hai ritagliatoin modo da tapparla e da appesantirla.
L’obiettivo è quello di immergere la cannuccia in liquidi diversi in modoche resti in posizione verticale.
Immergi ora la cannuccia in acqua, con la pallina di pongo in basso.
Descrivi in che modo si dispone la cannuccia appesantita con il pongo nell’acqua: ____________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
Se la cannuccia galleggia ma sta obliquamente nell’acqua che cosa puoi fare per ottenere che si
disponga verticalmente? __________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Prova a spiegare a un tuo compagno perché: __________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Se la cannuccia va a fondo che cosa puoi fare per ottenere che galleggi? Prova a spiegarlo a un
tuo compagno :__________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Una volta che è stato ottenuto un galleggiamento ottimale segna con il pennarello sulla cannuc-
cia dove giunge il livello dell’acqua. Bene! Hai costruito il tuo primo densimetro!
Che cosa ti aspetti che accada se immergi il densimetro in altri liquidi? _____________________
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Facciamo un po’ di previsioni!A) Sul tavolo ci sono: due bicchieri con dentro acqua e miele rispettivamente. Pensa di immer-gere il densimetro in ciascuno dei due bicchieri.
In questo caso cosa pensi che accadrà al densimetro immerso nel miele?❐ Il densimetro nel miele sta immerso di più che in acqua❐ Il densimetro nel miele sta immerso di meno che in acqua❐ Il densimetro nel miele sta immerso allo stesso livello che in acqua
B) Ora prova ad immergerlo nel miele. Che cosa succede?______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Segna con il pennarello il livello di galleggiamento nel miele.Come spiegheresti ad un tuo compagno il diverso comportamento del densimetro quando vieneimmerso in acqua e nel miele rispettivamente?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Quale differenza tra acqua e miele determina secondo te il diverso comportamento del densime-tro immerso nei due liquidi?
_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Tra acqua e miele quale secondo te è più denso? _______________________________________
Osservando il diverso comportamento del densimetro in acqua e nel miele che cosa ne concludi?
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Il densimetro affonda di più nei liquidi:❐ più densi❐ meno densi
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Metti ora alla prova la tua conclusione!
C) Sul tavolo c’è anche un bicchiere pieno d’olio di semi, che ha densità minore di quella dell’ac-qua. Che cosa succederà se immergi il densimetro nell’olio? Prova a spiegare a un compagno la tuarisposta ________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
D) Ora prova veramente ad immergere il densimetro nell’olio. Cosa accade?❐ Il densimetro nell’olio sta immerso di più che in acqua❐ Il densimetro nell’olio sta immerso di meno che in acqua❐ Il densimetro nell’olio sta immerso allo stesso livello che in acqua
Per verificare il corretto funzionamento del densimetro proviamo a misurare la densità di acqua,olio e miele.Misuriamo la massa di acqua, olio e miele. Ci serve un becher graduato e una bilancia elettronica.
1. Azzera la bilancia con il becher vuoto sopra di essa.2. Riempi il becher fino all’ultima tacca di acqua.
La massa di quella quantità d’acqua è ______________ grammi.3. Ripeti la stessa procedura per miele e olio.
La massa di quella quantità di olio è _______________ grammi.La massa di quella quantità di miele è ______________ grammi.Il becher graduato segna il volume della massa di liquido che noi vi inseriamo. Sull’ultimatacca il volume misurato è pari a __________ cm3.La densità descrive la distribuzione della massa nel volume e si calcola dividendo la massaper il volume con la formula: d = m/V.
Ora metti in ordine crescente, in base alla loro rispettiva densità calcolata, acqua, olio e miele:
______________________________________________________________________________
Fai lo stesso con i risultati ottenuti attraverso l’utilizzo del densimetro:
______________________________________________________________________________
I risultati ottenuti con la formula matematica e con il tuo densimetro sono corrispondenti?❐ Sì❐ No
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STRUMENTI DI MONITORAGGIO E VALUTAZIONE
I quadri d’indagine che seguono sono stati somministrati in ingresso e in uscita nelle sperimen-tazioni didattiche effettuate.Solo l’ultimo quadro d’indagine (n. 9), permette ai bambini di utilizzare il concetto di pressione.Tutti gli altri, invece, contengono riferimenti alla parte del percorso incentrata sul galleggiamen-to e sul concetto di densità.Questa scelta è stata effettuata per evitare di utilizzare il termine pressione prima di affrontarlonella sua generalità e con la completezza necessaria a formare capacità interpretativa sui feno-meni della fluidostatica, obiettivo didattico principale in questo lavoro.La verifica per questa parte, su cui ruota l’intero percorso, è stata condotta attraverso l’utilizzodi altre tre schede.La difficoltà maggiore nell’apprendimento dei concetti affrontati è la trasposizione, di quantoappreso sul concetto di pressione e sulle leggi ad esso associate, in contesti diversi da quelli diesplorazione didattica. Per questo motivo abbiamo scelto situazioni problematiche, mai affronta-te durante l’attività, come contesti di controllo sui ragionamenti e l’utilizzo di concetti affronta-ti da parte dei bambini.Attraverso alcune applicazioni come il manometro, il diavoletto di Cartesio e una scatola con ilmodello di fluido, sono state verificate le ipotesi interpretative in termini di sintesi e le compe-tenze acquisite nell’interpretazione di processi.Durante lo svolgimento delle sperimentazioni didattiche sono servite, come diario di bordo, l’au-dio-registrazione degli interventi dei bambini e le annotazioni scritte di situazioni particolarmen-te interessanti dal punto di vista educativo e didattico. Un esempio è l’interesse e la capacitàinterpretativa dei fenomeni, al di sopra della media, da parte di bambini che nelle normali attivi-tà scolastiche presentano un grado di interesse o di abilità al di sotto della media. Sono stati spes-so registrati interventi di alta qualità di bambini che normalmente non sono sempre così brillan-ti nelle attività scolastiche classiche (lezione frontale, lavori a gruppi…).Alta, in generale, è la frequenza di utilizzo corretto dei concetti (80%) nelle interpretazioni difenomeni nuovi.
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 17)
IL MANOMETRO
1. L’acqua colorata che livello raggiunge nelle due can-nucce?❐ Lo stesso livello❐ Un livello diverso
2. Come puoi spiegarlo?_________________________
_____________________________________________
3. Come pensi sia la pressione nei punti A e B?❐ Uguale❐ Maggiore in B❐ Maggiore in ASpiega perché hai risposto così: _____________________________________________________
______________________________________________________________________________
Dopo aver affondato l’imbuto nel recipiente disegna il manometro e colora di blu le zone dove èpresente un liquido e di verde quelle dove c’è un gas.
4. Aria e acqua comunicano tra di loro? ❐ Sì❐ No
5. Se la tua risposta è stata sì, cosa si trasmettono?Quale informazione? ____________________________
_____________________________________________
6. Quando immergo l’imbuto come cambia la pressione nel recipiente?❐ Aumenta con la profondità❐ Diminuisce con la profondità
7. Come pensi sia la pressione dell’acqua nel punto C rispetto al punto A?❐ Maggiore❐ Minore❐ Uguale
8. Perché più immergo l’imbuto e più l’inchiostro scende nella cannuccia A e sale in quella B?Prova a spiegarlo: _______________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 18)
IL DIAVOLETTO DI CARTESIO
FASE 1Guarda ancora l’ESPERIMENTO DELLA SIRINGAPIENA D’ARIA E DI QUELLA PIENA D’ACQUA; tiricordi cosa accade all’aria e cosa all’acqua?
Ora guarda LA BOTTIGLIA COL DIAVOLETTO DICARTESIO e rispondi:1. Quando COMPRIMI la bottiglia con la mano cosaaccade all’ACQUA? ____________________________
______________________________________________________________________________
2. Quando COMPRIMI la bottiglia con la mano cosa accade all’ARIA? ____________________
______________________________________________________________________________
FASE 2Guarda ancora l’ESPERIMENTO DELLA BOTTIGLIA VERTICALE COI FORI ALLA STESSAALTEZZA; aumenta la pressione dell’acqua? _________________________________________
Guarda ancora l’ESPERIMENTO DELLA SIRINGA PIENA D’ACQUA CON LA BOLLA D’A-RIA; cosa accade al volume dell’aria? _______________________________________________
Ora guarda LA BOTTIGLIA COL DIAVOLETTO DI CARTESIO e rispondi:
3. Se COMPRIMO la bottiglia perché l’acqua entra nella boccettina? ______________________
_______________________________________________________________________________
4. Se COMPRIMO la bottiglia cosa accade al VOLUME dell’ARIA dentro la boccettina? ______
_______________________________________________________________________________
5. Se COMPRIMO la bottiglia cosa accade alla PRESSIONE dell’ARIA dentro la BOCCETTINA?
______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
6. Se COMPRIMO la bottiglia cosa accade alla PRESSIONE dell’ACQUA dentro la BOTTI-GLIA? _________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
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FASE 3Guarda l’ESPERIMENTO DEL DIAVOLETTO TRUCCATO; la boccettina non scende!
Ora guarda IL DIAVOLETTO DI CARTESIO e rispondi.
7. Perché la boccettina scende quando premi la bottiglia? _______________________________
______________________________________________________________________________
Ora sei in grado di costruire il tuo diavoletto!!!
8. Prova a spiegare perché funziona così (puoi utilizzare le parole nuove che hai imparato con lamaestra: PRESSIONE, COMPRIMIBILITA’, MASSA,VOLUME): ________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
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Nome e Cognome _____________________________________________________ (SCHEDA 19)
INDOVINA LA PRESSIONE
Ti ricordi? Nel tubo orizzontale tutte le palline speri-mentano la stessa pressione…
Quando metto il tubo verticale…tutte le palline sperimentano ancora la stessapressione?❐ Sì❐ No
Disegna le tre palle nel tubo e spiega: ________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Se ora prendo ancora il tubo orizzontale e spingo la pal-lina C, quale pressione sperimentano A e B rispetto a C?❐ La stessa di C❐ Diversa rispetto a CSpiega: ______________________________________
_______________________________________________________________________________
Osserva questa scatola piena di palle di gommapiuma…rappresenta il nostro modello di fluido…anche se le palle non sono disegnate con la corretta deformazione a seconda della pressione chesperimentano, prova a rispondere:
1. Qual è la pressione maggiore?❐ P1
❐ P2
❐ P3
❐ P4
Spiega: ______________________
____________________________
____________________________
____________________________
____________________________
A B C
A B C
P2
P4
P3
P1
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2. Qual è la pressione minore?❐ P1
❐ P2
❐ P3
❐ P4
Spiega:_________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3. In quali punti la pressione è la stessa? (segna più di una risposta)❐ P1
❐ P2
❐ P3
❐ P4
Spiega:_________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4. Prova a mettere in sequenza dalla maggiore alla minore le pressioni utilizzando i simboli “>”e “=”: _________________________________________________________________________
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pag. 3 PRESENTAZIONEpag. 5 INTRODUZIONEpag. 7 LA PROPOSTA DIDATTICApag. 9 MAPPA CONCETTUALE DEI CONTENUTIpag. 10 IL PERCORSO DIDATTICO SUI FLUIDI IN EQUILIBRIOpag. 13 LE SCHEDE DEGLI ESPERIMENTIpag. 13 E1. LA SCATOLA DEI SOLIDI: (massa, volume, forma, deformazioni)
pag. 15 E2. LA SCATOLA DEI LIQUIDI
pag. 16 E3. LA SCATOLA DEI GAS
E4. LA SCATOLA A FUMO
pag. 17 E5.VEDERE L'ARIA
E6. LA COMPRESSIONE DEI FLUIDI: IL PALLONCINO D'ARIA E IL PALLONCINO D'ACQUA
pag. 19 E7. COMPRIMIBILITÀ E INCOMPRIMIBILITÀ: LA SIRINGA D'ARIA E LA SIRINGA D'ACQUA
E8. LA BOTTIGLIA ORIZZONTALE CON I FORI ALLA STESSA ALTEZZA
pag. 20 E9. IL MODELLO MESOSCOPICO
pag. 21 E10. LA SIRINGA PIENA D'ACQUA CON UNA BOLLA D'ARIA
E11. IL MODELLO: LA SIRINGA PIENA D'ACQUA CON LA BOLLA D'ARIA
pag. 22 E12. LA BOTTIGLIA TAPPATA E VERTICALE CON I FORI ALLA STESSA ALTEZZA
pag. 23 E13. IL MODELLO: IL CILINDRO ORIZZONTALE
E14. IL MODELLO: LA SCATOLA CON I PISTONI E LA TRASMISSIONE DELLA PRESSIONE
pag. 24 E15. IL MODELLO A SFERE RIGIDE E LA TRASMISSIONE DELLA PRESSIONE
pag. 25 E16. LA PRESSIONE IDROSTATICA: LA MANO NEL SACCHETTO
E17. LA PRESSIONE ATMOSFERICA: IL RIGHELLO SOTTO LA CARTA
pag. 26 E18. LE DUE SIRINGHE DI SEZIONE DIVERSA
pag. 27 E19. IL MODELLO: IL PIANO SORRETTO DALLE GUIDE
E20. IL TORCHIO IDRAULICO
pag. 28 E21. LA BOTTIGLIA COI FORI AD ALTEZZE DIVERSE
pag. 29 E22. LA BOTTIGLIA COL FORO SOTTO
E23. IL MODELLO: LE PALLE NEL CILINDRO VERTICALE
pag. 30 E24. IL MODELLO:TRE COLONNE DI PALLE NEL CILINDRO VERTICALE
E25. IL PALLONCINO APERTO DENTRO LA BOTTIGLIA
pag. 31 E26. IL MANOMETRO
pag. 32 E27. IL DIAVOLETTO DI CARTESIO
pag. 33 E28. LA SPINTA DI ARCHIMEDE
pag. 34 E29. GALLEGGIAMENTO DI SOLIDI IN LIQUIDI
pag. 35 E30. LA COMMEDIA IDROSTATICA
pag. 36 E31. GALLEGGIAMENTO DI LIQUIDI IN LIQUIDI
E32. IL DENSIMETRO
pag. 37 E33. IL MODELLO: IL GALLEGGIAMENTO
pag. 38 E34. MISURA DEL VOLUME DI SOLIDI E GRANULARI
pag. 39 E35. IL MODELLO: LA DENSITÀ E LA PRESSIONE
indice
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pag. 41 SCHEDE PER STUDENTIpag. 43 Scheda 1: I SOLIDI
pag. 45 Scheda 2: I LIQUIDI
pag. 46 Scheda 3: I GAS
pag. 48 Scheda 4: VEDERE L’ARIA
pag. 49 Scheda 5: SCHIACCIARE... COMPRIMERE I FLUIDI
pag. 50 Scheda 6: LA PRESSIONE: PROPRIETÀ DI UN FLUIDO LEGATA AL VOLUME
pag. 51 Scheda 7: I FLUIDI E IL MODELLO
pag. 52 Scheda 8: LA PRESSIONE PROPRIETÀ DI STATO DEL SISTEMA E IL MODELLO
pag. 55 Scheda 9: LA PRESSIONE: PROPRIETÀ DI STATO DEL SISTEMA E IL PRINCIPIO DI PASCAL
pag. 57 Scheda 10: LA BOTTIGLIA TAPPATA E VERTICALE CON FORI DI UGUALE ALTEZZA
pag. 58 Scheda 11: LA PRESSIONE: FORZA DISTRIBUITA SULLA SUPERFICIE
pag. 60 Scheda 12: IL TORCHIO IDRAULICO
pag. 62 Scheda 13: LA PRESSIONE AD ALTEZZE DIVERSE ...
pag. 64 Scheda 14: IL PALLONCINO APERTO DENTRO LA BOTTIGLIA
pag. 65 Scheda 15: LA SPINTA DI ARCHIMEDE
pag. 68 Scheda 16: COSTRUIAMO IL DENSIMETRO
pag. 71 STRUMENTI DI MONITORAGGIO E VALUTAZIONEpag. 72 Scheda 17: IL MANOMETRO
pag. 73 Scheda 18: IL DIAVOLETTO DI CARTESIO
pag. 75 Scheda 19: INDOVINA LA PRESSIONE
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![giugno 2020 157] ANIMA JAZZ · 2020. 9. 3. · s’istoria imparat,chen’istudentes. Ue sun custos tempos pius lughentes? Maurizio Brianda È gnanti dell’intera provincia solo](https://static.fdocumenti.com/doc/165x107/60fa985c38774a59a44038da/giugno-2020-157-anima-2020-9-3-saistoria-imparatchenaistudentes-ue-sun.jpg)
