La Fisica e l’Educazione stradale 1 La Fisica e l’Educazione stradale 1. La reazione umana e misura dei tempi Studio del moto Marisa Michelini, Alberto Stefanel Unità di Ricerca in Didattica della Fisica Università di Udine stefanel@fisica.uniud.it www.fisica.uniud.it/URDF
Lunedì 6.04.2009: Laboratorio sulla reazione umana e misura dei tempi – Studio del moto. In quanto tempo percepiamo un ostacolo/il rosso al semaforo? In quanto tempo attiviamo una risposta motoria (frenata?) in quanto tempo riusciamo a fermarci? In quanti metri riusciamo a fermarci? distanza di sicurezza Come percepiamo il movimento (pensiero proporzionale moto uniforme e moto uniformemente accelerato) Il moto e il sistema di riferimento La traiettoria e le componenti della posizione La posizione del corpo e il tempo Il moto in una direzione con l’uso dei sensori di moto
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 2,5 s]
Tempo di reazione di frenata: intervallo tra l’istante in cui l’autista riconosce la presenza di un oggetto o un pericolo sulla strada è l’istante in cui l’autista effettivamente aziona i freni. Include il tempo richiesto per prendere la decisione che è necessario fermarsi. [si stima che il tempo medio è di 1,5s, ma diventa anche 2,5 s/3.0 s quando si è distratti!] Distanza di frenata Distanza visuale di arresto Distanza visuale di decisione
La misura del tempo di reazione Fase di regime Inizio del moto Accelerazione GO!!! Tempo di reazione C on il gioco del righello C on i sensori interfacciati con il PC
Distanza di frenata: distanza percorsa dalla macchina dal momento in cui comincia a frenare la macchina. Dipende dalla velocità!!! Distanza visuale di arresto. Minima distanza a cui deve trovarsi un ostacolo perché l’autista lo veda e riesca a fermarsi. Dipende dalla velocità!!! Distanza visuale di decisione: è la distanza richiesta a un autista per rilevare una fonte di informazione inaspettata o altrimenti difficile da percepire o un rischio in un ambiente stradale che può essere visualmente percepito, riconoscere il rischio o il suo potenziale pericolo, selezionare un’appropriata velocità, percorso, iniziare e completare la manovra in sicurezza ed efficienza. Questa distanza è maggiore della distanza visuale d’arresto, perché il margine d’errore cresce. Dipende se siamo in città o in campagna, dal tipo di manovra richiesta per evitare il pericolo , dalla propria posizione, dalla velocità
La distanza di sicurezza. u15 km/h v=u L=l v=2 u L = 2l v=3u L =3l Modello non lineare. La distanza di sicurezza non cresce lienaremente con la velocità!
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano.
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano.
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano.
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano.
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano.
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano. Variante I. Si divide la classe in due o tre quadre. Vince la squadra che resta con più bambini.
La distanza di sicurezza – il gioco. I bambini in fila in palestra o in giardino si muovono tutti insieme nella stessa direzione. Cambiano verso ogni qualvolta l’insegnante batte le mani. L’insegnante aumenta progressivamente la velocità dei bambini o delle inversioni. Vengono eliminati i bambini che si scontrano. Variante I. Si divide la classe in due o tre quadre. Vince la squadra che resta con più bambini. Variante II. Le due squadre di bambini si muovono tra due sgabelli su cui sono posti 5 oggetti verdi e 5 oggetti gialli. Il primo della fila prende un oggetto verde e lo passa al secondo, il secondo al terzo…. l’ultimo poggia l’oggetto verde e prende e comincia a passare quello giallo
La distanza di sicurezza – La distanza …. la posizione La distanza di uno studente da uno studente dell’altra squadra La distanza di uno studente rispetto a un altro
La distanza di sicurezza – La distanza….la posizione La distanza di uno studente dalla porta La distanza di uno studente rispetto alla spalliera La distanza di uno studente da terra
La distanza di sicurezza – La distanza …. la posizione La distanza di uno studente dalla porta La distanza di uno studente rispetto alla spalliera La distanza di uno studente da terra
La visita al quartiere e la collocazione di incroci, negozi, giardini, case….. Facciamo insieme la mappa del quartiere. La mappa, la cartina, il riferimento Il tragitta casa scuola, la posizione e lo spostamento
La visita al quartiere e la collocazione di incroci, negozi, giardini, case….. Facciamo insieme la mappa del quartiere. La mappa, la cartina, il riferimento Il tragitta casa scuola, la posizione e lo spostamento
Il tragitto da casa a scuola Un’automobile che viaggia in accordo con le regole della strada (guidata da un adulto). 2 passeggeri seduti e assicurati con le cinture per la raccolta dati. Cronometro. Guidare per almeno 10 minuti inclusi gli stop (es. il tragitto da casa a scuola, con la macchina o con lo scuola bus o con l’autobus) In una tabella si registrano i dati del contachilometri ogni 30 s (cioè a 0s, 30s, 60s…etc.) 3. Registra nella tabella la indicazione del tachimetro leggendo ogni 30 s, cominciando e t=15 s (si fanno le misure a 15s, 45 s, 75 s….)
Disegnare il grafico posizione-tempo Tempo (s) Lettura del contachilometri (km) Lettura del tachimetro (km/h) ///////////////////////// 15 //////////////////////// 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 Tracciare la mappa dell’intero viaggio (includendo curve e inversioni). Disegnare il grafico posizione-tempo Disegnare il grafico spostamento-tempo Riportare sul grafico posizione-tempo e spostamento-tempo le velocità lette sul tachimetro agli istanti appropriati, usando colori diversi. (correlare velocità e spostamento) Calcolare la velocità media (lungo il cammino) per il viaggio.
Gioco: Un bambino si para di fronte alla bicicletta Gioco: Un bambino si para di fronte alla bicicletta. Lo riesci ad evitare? Vai a 2 km/h e ti si para davanti un cane. Vai giu’ per una discesa ti si para davanti un cane. Quello davanti frena. Gli vai addosso o riesci a frenare? Come debi decidere a che distanza viaggiare? Gioco esperimento. Di corsa a piedi… di corsa in bicicletta. Stop….quanto spazio percorso… Ma a che velocità vado? Misura di velocità col cronometro e il metro v (m/s) P (m) t (s) t (s)
La distanza di frenata e la diversa velocità Un bambino/l’insegnante corre con la bicicletta a velocità prefissata. I suoi compagni ne misurano la velocità (con un tachimetro sulla bici, con due traguardi, con un sensore di posizione, con un autovelox….) Frena sulla ghiaia…. si misura la lunghezza della frenata; si confronta la frenata con le ruote bloccate e con le ruote non bloccate
La distanza di frenata e la diversa velocità Un bambino/l’insegnante corre con la bicicletta a velocità prefissata. I suoi compagni ne misurano la velocità (con un tachimetro sulla bici, con due traguardi, con un sensore di posizione, con un autovelox….) Frena sulla ghiaia….si misura la lunghezza della frenata; si confronta la frenata con le ruote bloccate e con le ruote non bloccate
La distanza di frenata e la diversa velocità Un bambino/l’insegnante corre con la bicicletta a velocità prefissata. I suoi compagni ne misurano la velocità (con un tachimetro sulla bici, con due traguardi, con un sensore di posizione, con un autovelox….) Frena sulla ghiaia….si misura la lunghezza della frenata; si confronta la frenata con le ruote bloccate e con le ruote non bloccate
La distanza di frenata e la diversa velocità Un bambino/l’insegnante corre con la bicicletta a velocità prefissata. I suoi compagni ne misurano la velocità (con un tachimetro sulla bici, con due traguardi, con un sensore di posizione, con un autovelox….) Frena sulla ghiaia….si misura la lunghezza della frenata; si confronta la frenata con le ruote bloccate e con le ruote non bloccate Per diverse velocità…
Posizione Distanza Velocità Accelerazione Capiamone di più