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PREMIO CESARE BONACINI

ANNO SCOLASTICO 2013-2014

Tema

Camminare, correre, saltare, spingere, tirare, comprimere, sollevare.

Esperimenti e misure sul funzionamento dei nostri muscoli.

IC Sacchetti – scuola media “ G.Rodari” Via Capponi

San Miniato ( PI)

Classe 2E

Antonacci Gregorio,Barbosa Victor, Barsottini Gaia, Battini

Francesca, Battocchia Elia, Bellavia Erica, Berini Alessandro,

Cioni Margherita, Fefè Matteo, Lenti ittorio, Maddia Fabrizio,

Malia Gino, Mannucci Alessandro, Martini Elena, Mingo

Valeria, Nebbiai Alessia, Pietrazzini Simone, Priori Matteo,

Sacchini Ginevra, Salvadori Matteo, Scarselli Alessia,

Terinazzi Samuel

Docente Barbara Finato

Con la collaborazione del prof. Massimo Erriquez

Il lavoro che presento è stato svolto in una classe seconda di scuola secondaria di primo grado.

In genere gli argomenti svolti in una classe seconda riguardano proprio il corpo umano ed i suoi

apparati e sistemi e quindi il titolo proposto era in linea con quanto avrei affrontato nel corso dell’anno

scolastico.

Il titolo offriva inoltre la possibilità di inserire anche argomenti di fisica. Ho quindi accolto con interesse

e cominciato a ricercare e pensare attività che potessero corrispondere alle richieste

Le attività sono state proposte seguendo la metodologia IBSE ed i ragazzi hanno dimostrato interesse

soprattutto nella parte più operativa e sperimentale.

Ho deciso di presentare le attività svolte utilizzando esclusivamente parti di relazioni redatte dagli

alunni o parti delle pagine dei loro quaderni e fotografie scattate durante le attività

Prof Barbara Finato

Dalle relazioni e dai quaderni degli alunni…

Lezione 1

CHE COS’È L’ENERGIA?

È questa una delle prime domande che ci siamo posti per poi lavorare sui muscoli.

Parlandone in classe è emerso che si tratta di una forza, una potenza, ma è la definizione giusta?

Per questo abbiamo controllato, e scoperto così le giuste definizioni:

Energia: l’energia è ciò che ci permette di compiere un lavoro, la capacità di fare le cose.

Potenza: la potenza è quanto velocemente posso usare l’energia.

Forza: tutto ciò che determina il cambiamento dello stato di quiete o di moto di un corpo, si misura con il

dinamometro.

Per capire di cosa si trattava di preciso l’energia potenziale e cinetica, abbiamo fatto l’esempio di una pallina che

da ferma si muove lungo un piano

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- Prima di cadere, il corpo è fermo, ha un’energia potenziale: l’energia che possiede un corpo in quiete che non è

stata ancora utilizzata

-Mentre cade il corpo utilizza l’energia potenziale, che si trasforma in energia cinetica: l’energia che possiede un

corpo per il movimento che ha

Lezione 2

MA COME VIENE PRODOTTA L’ENERGIA CHE USANO I NOSTRI MUSCOLI?

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Grazie alla respirazione cellulare, ovvero una combustione che le nostre cellule effettuano nel nostro corpo.

l’energia prodotta raggiunge i muscoli, che possono utilizzarla per muovere il corpo. Si parla quindi di forza

muscolare!

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Lezione 3

I MUSCOLI : COSA SONO? COME SONO FATTI A COSA SERVONO?

Il sistema muscolare ha un ruolo fondamentale nel nostro corpo,

grazie anche a due proteine chiamate actina e miosina, che

riescono a contrarre e a rilassare i muscoli.

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Uno schema riassuntivo…

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Abbiamo poi misurato i muscoli quando sono rilassati e quando sono contratti.

Misurando la cassa toracica quando è rilassata e quando si allarga per inspirare, la sua circonferenza aumenta.

Per esempio, quando è rilassata misura 74,5 cm, quando si allarga 77 cm. Dopo le misurazioni che abbiamo fatto

possiamo dire che di solito si allarga di circa 2 cm.

Il tricipite aumenta la circonferenza del braccio solitamente di 1 o 2 cm (da 24cm a 26cm, da 26cm a 27cm).

Lezione 4

MODELLI DI MUSCOLI!

Per comprendere meglio il comportamento dei muscoli e delle forza muscolare per svolgere le varie azioni

abbiamo realizzato dei modelli

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Lezione 5

IN EQUILIBRO

Per riuscire a rimanere in equilibrio ho spostato il peso , ho sentito i muscoli della pancia e dell’addome e poi mi

sono aiutata con le braccia

LANCIARE..

Nella palestra abbiamo tracciato una retta lunga 10 m, segnando una stanghetta ogni metro e mezzo metro.

Dopo aver scelto i “lanciatori”, questi si sono messi a sedere all’inizio della linea, e hanno provato a lanciare in

linea retta delle palle mediche da 1, 2 e 5 kg, la prima volta con le braccia tese sopra la testa, la seconda con le

braccia piegate dietro la testa.

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Ecco le varie distanze:

Lancio delle palle mediche con braccia tese sopra la testa

Lanciatore Distanza palla 1kg Distanza palla 2kg Distanza palla 5kg

Francesca 3,80 m 2,50 m 1,90 m

Alessia 4,00 m 3,00 m 2,10 m

Alessandro 5,10 m 3,50 m 2,90 m

Vittorio 3,10 m 2,80 m 2,00 m

Lancio delle palle mediche con braccia piegate dietro la testa

Lanciatore Distanza palla 1kg Distanza palla 2kg Distanza palla 5kg

Francesca 3,50 m 3,00 m 2,00 m

Alessia 4,50 m 3,10 m 1,90 m

Alessandro 6, 10 m 4,50 m 2,70 m

Vittorio 4,20 m 4,00 m 2,10 m

Come mai tirando con le braccia piegate dietro la testa si riesce a lanciare più distante e quindi più forte la palla?

Perché riusciamo a dare alla palla più spinta di quella che le diamo con le braccia tese.

Osservando il movimento che si fa lanciando con le braccia

piegate, possiamo notare che nel momento intermedio le

braccia ritornano tese, per poi lanciare la palla.

Gli addominali, in qualunque modo si tiri la palla, sono i primi

muscoli ad essere interessati, inoltre se tiriamo con le braccia

dietro la testa il nostro baricentro si sposta.

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Dopo aver fatto questa prova abbiamo chiesto ai lanciatori cosa avevano provato.

Hanno risposto che i muscoli delle braccia tiravano, che in particolare il tricipite era molto importante per

questo movimento e anche che lanciando con le braccia piegate sembrava loro di esprimere più energia.

Durante il riscaldamento alcuni lanciatori avevano provato a lanciare la palla dietro la testa con le braccia

piegate, ma con i gomiti larghi. In questo modo la palla passa più bassa una volta lanciata, con i gomiti più chiusi

invece la sua traiettoria è più alta.

SALTARE

Uno alla volta abbiamo saltato prima piegando minimamente le gambe, poi piegandole di più. In questo modo

abbiamo sperimentato che, piegando maggiormente le gambe ( abbiamo osservato l’angolo usando il

goniometro da lavagna )

riusciamo a darci più spinta e quindi a saltare più in alto .

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I nostri muscoli sembrano molle … che accumulano energia…

BRACCIO DI FERRO

Facendo braccio di ferro le due forze sono di uguale direzione, di verso opposto e si sottraggono di intensità,

come nel tiro alla fune.

Per sperimentarlo abbiamo provato a fare proprio tiro alla fune.

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Se le due forze sono di uguale intensità la corda rimane ferma, se una delle persone comincia a tirare

maggiormente l’altra viene tirata verso la persona più forte.

Inoltre con le gambe unite e senza muoversi si perde l’equilibrio e abbiamo minore” forza”

La risultante delle due forze (stessa direzione, verso opposto) è la differenza fra di esse, ha la loro stessa

direzione e il verso della forza maggiore.

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DANZARE

Quando vediamo ballare una ballerina di danza classica ci concentriamo sulla leggerezza e l’armonia ma

osservando la nostra compagna di classe ci siamo accorti del “lavoro” dei muscoli nello stare sulle punte e di

quanta fisica ci sia in una piroetta

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Guardate i video registrati durante le diverse attività soprattutto quello con la tecnica slowmotion!

muscoli, salti, lanci e danza IC Sacchetti.wmv

per scuol.mp4

Lezione 6

FORZA , LAVORO, POTENZA MUSCOLARE

Abbiamo misurato la potenza muscolare utilizzando

- Le scale esterne della scuola ( due rampe)

- Una bilancia

- Un cronometro

- Una cordella metrica

Abbiamo misurato il dislivello con la cordella metrica(s= 3,74m)

Il lavoro muscolare compiuto nel salire le scale è dato dalla forza peso ( in N) per il dislivello (

L= F. s

La forza peso si calcola moltiplicando il peso per 9,8m/s2

F= m.a = m.9,8

La potenza si calcola dividendo il lavoro svolto per il tempo impiegato a salire le scale

P= L/t

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Proviamo la nostra forza e potenza muscolare tutti o quasi…

Raccogliamo i dati

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Rielaboriamo i dati

alunno peso tempo forza lavoro potenza

1 44 7,19 431,20 1612,69 224,30

2 48 6 470,40 1759,30 293,22

3 49 5,46 480,20 1795,95 328,93

4 57 7,48 558,60 2089,16 279,30

5 32 5,42 313,60 1172,86 216,40

6 39 5,9 382,20 1429,43 242,28

7 55 4,9 539,00 2015,86 411,40

8 55 5,67 539,00 2015,86 355,53

9 59 4,68 578,20 2162,47 462,07

10 65 5,09 637,00 2382,38 468,05

11 85 5,96 833,00 3115,42 522,72

12 42 6,96 411,60 1539,38 221,18

13 39 5,78 382,20 1429,43 247,31

14 43 4,21 421,40 1576,04 374,36

Tracciamo i grafici..

Aumentando il peso aumenta proporzionalmente il lavoro

La potenza invece risente della variabile tempo e quindi della velocità e dell’allenamento di ciascuno di noi

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Lezione 7

CAMMINARE O CORRERE, STESSA COSA PER I MIEI MUSCOLI?

Rielaboriamo

Il pedometro mette in relazione numero passi e kcal , all’aumentare dei passi aumentano le kcal

camminata corsa

tempo (s)

spazio percorso ( m)

passi Kcal tempo (s) spazio percorso (m)

passi Kcal

1 167 239 6,5 86 3,3

2 109,17 172 247 6,7 29,53 79 113 3

3 146,39 263 377 10,2 39,02 105 150 4,1

4 119,5 185 265 7,2

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Lezione 9

QUANTA FORZA PER TIRARE UN ETTO?

Abbiamo messo un peso da 100g in una scatola. Abbiamo agganciato un dinamometro 2N max( scala 0,2N) alla

scatola e abbiamo tirato fino a far muovere la scatola. Ecco le foto

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Abbiamo variato il tipo di superficie scegliendo di sistemare la scatola su un tappetino vellutato: per spostare la

scatola con il peso da 100g occorre applicare una forza maggiore!

BIBLIOGRAFIA / SITOGRAFIA

1. G.Flaccavento,N.Romano, Accademia delle scienze, Fabbri ed, vol A, B

2. V.Palmisciano, Biomeccanica della danza e della Ginnastica rittmica, Alfredo Guida editore

3. http://www.scuolamediacoletti.it/laboratori/Scientifico/Potenza%20muscolare.pdf

4. http://www.teachengineering.org/collection/cub_/lessons/cub_biomed/cub_biomed_lesson02_handou

t.pdf

5. http://kidshealth.org/PageManager.jsp?lic=1&ps=107&cat_id=20090&article_set=22888

6. http://kriegerscience.wordpress.com/2010/10/11/a-popsicle-stick-arm/

http://www.scuolamediacoletti.it/laboratori/Scientifico/Potenza%20muscolare.pdfhttp://www.teachengineering.org/collection/cub_/lessons/cub_biomed/cub_biomed_lesson02_handout.pdfhttp://www.teachengineering.org/collection/cub_/lessons/cub_biomed/cub_biomed_lesson02_handout.pdfhttp://kidshealth.org/PageManager.jsp?lic=1&ps=107&cat_id=20090&article_set=22888http://kriegerscience.wordpress.com/2010/10/11/a-popsicle-stick-arm/