Dall’ideale al reale Il ruolo del baricentro in corriera SICUREZZA IN CORRIERA Dall’ideale al reale Il ruolo del baricentro in corriera Un progetto per le classi prime della scuola secondaria di primo grado di Manzano

Problematica affrontata: In corriera si raccomanda di stare seduti Problematica affrontata: In corriera si raccomanda di stare seduti. Perchè?

Rilevazione delle conoscenze iniziali: l’esperienza quotidiana degli alunni D1: Sei in corriera, cosa ti succede quando la corriera parte? R1: Mentre la corriera parte mi sento tirare indietro. D2: Cosa ti succede se la corriera frena bruscamente? R2: Devo tenermi per non cadere in avanti. CONCLUSIONI Frenata brusca e spinta da parte di un compagno possono far cadere. La frenata brusca è imprevedibile: è necessario comprendere: Perché si cade? Peso, baricentro ed equilibrio contano? In quali condizioni questi determinano la caduta?

Rilevazione delle conoscenze iniziali: le conoscenze disciplinari acquisite a scuola D1: Cos’è il peso? R1: Il peso è una forza che spinge i corpi verso il basso. Il filo a piombo ne indica la direzione. D2:…e il baricentro? R2: Il baricentro geometrico è il punto di incontro delle tre mediane di un triangolo. Il baricentro di un corpo può pensarsi come un punto del corpo in cui è applicato il suo peso, ossia quella forza che lo tira verso il basso ? PROBLEMA: Ma come si fa a sapere in quale punto di un corpo qualunque si trova il baricentro? Scopriamolo!

INDIVIDUAZIONE DEL BARICENTRO PER UN OGGETTO DI FORMA REGOLARE E “PIATTO” Tavoletta di compensato con filo a piombo attaccato sospesa per uno spigolo Si disegna la direzione del peso. Si cambia punto di sospensione …

Ed eccolo il baricentro! … la nuova direzione incontra la precedente in un punto. Si ripete sospendendo da punti diversi della tavoletta: tutte le rette passano per quel punto! Si segna con una puntina il punto comune a tutte le direzioni. Ed eccolo il baricentro!

RUOLO DEL BARICENTRO PER UN OGGETTO DI FORMA REGOLARE E “PIATTO” Si sostiene con un dito la tavoletta nel punto segnato: essa non cade. E’ in equilibrio. La forza peso è bilanciata dalla forza prodotta dal dito che sostiene la tavoletta. Sostenendola negli altri punti la tavoletta invece ruota. Il baricentro è il punto in cui agisce la forza peso di tutta la tavoletta e dove bisogna agire per impedire il rotolamento della tavoletta. Si ripete con oggetti di forme non regolari: si vede la stessa cosa.

PASSAGGIO A TRE DIMENSIONI: BARICENTRO DI SOLIDI….

…BARICENTRO DI UNA PERSONA Baricentro individuato

STUDIO DEL RUOLO DEL BARICENTRO: DALL’EQUILIBRIO IN VERTICALE… . La verticale condotta dal baricentro (filo a piombo), incontra internamente la base di appoggio e ne indica il centro. Il parallelepipedo non cade. Il peso è bilanciato da una forza esercitata dal banco, che gli impedisce di cadere.

… ALL’EQUILIBRIO INCLINATO … La verticale condotta dal baricentro, incontra internamente la base di appoggio, indicando una zona distante dal centro del piano. Il parallelepipedo non cade. Il peso è bilanciato da una forza esercitata dal banco, che gli impedisce di cadere.

IL BARICENTRO SEGNALA LE CONDIZIONI IN CUI SI HA O NO CADUTA ...ALLA CADUTA La verticale condotta dal baricentro, non incontra internamente la base di appoggio e indica una zona esterna ad essa. Il parallelepipedo cade. Il peso è bilanciato da una forza esercitata dal banco, ma non più lungo la stessa retta segnata dal filo: si produce una rotazione e l’oggetto cade. IL BARICENTRO SEGNALA LE CONDIZIONI IN CUI SI HA O NO CADUTA

STUDIO DEL RUOLO DELLA DISTRIBUZIONE DEL PESO USANDO UN CUBO DI GRANITO: DALL’EQUILIBRIO IN VERTICALE… La verticale condotta dal baricentro (filo a piombo), incontra internamente la base di appoggio e ne indica il centro. Il parallelepipedo non cade Il peso è bilanciato da una forza esercitata dal banco, che gli impedisce di cadere.

… ALLA CADUTA CON PICCOLA INCLINAZIONE … La verticale condotta dal baricentro precedente incontra ancora internamente la base di appoggio. Il parallelepipedo cade comunque. Il baricentro è posto in questo caso ad una altezza maggiore per il maggiore peso in alto e, se ad asso si applicasse il filo a piombo, la verticale di questo indicherebbe un punto esterno alla base di appoggio. ALZARE IL BARICENTRO CON UN PESO I N ALTO SFAVORISCE LA STABILITA’

… ALL’EQUILIBRIO CON GRANDE INCLINAZIONE SPOSTANDO IL CUBO La verticale condotta dal baricentro precedente indica un punto esterno alla base di appoggio. Il parallelepipedo non cade. Il baricentro è posto in questo caso ad una altezza minore per il maggiore peso in basso e, se ad asso si applicasse il filo a piombo, la verticale di questo indicherebbe un punto interno alla base di appoggio. ABBASSARE IL BARICENTRO CON UN PESO IN BASSO FAVORISCE LA STABILITA’

REGOLA: non è conveniente tenere lo zaino sulle spalle quando si è in piedi in autobus.

SIMULAZIONE DELLE CONDIZIONI IN CORRIERA: DALL’EQUILIBRIO IN CONDIZIONI SENZA ACCELERAZIONE… L’alunno è in piedi; il filo a piombo indica la verticale condotta dal baricentro. La verticale è all’interno della base di appoggio. L’alunno non perde l’equilibrio. La corriera è ferma o viaggia con velocità costante e percorso rettilineo

… ALLA CADUTA IN CONDIZIONI CON ACCELERAZIONE… L’alunno, che non deve spostare i piedi, è posto in avanti. Il filo a piombo indica la verticale condotta dal baricentro. L’alunno cade e deve essere sostenuto dal compagno. La verticale è all’esterno della base di appoggio. La corriera sta frenando. L’alunno ruota proprio sull’appoggio (piedi scarpe) ossia sulla parte a contatto col pavimento

… DIMINUENDO L’ADERENZA DEL PAVIMENTO… Si ripete l’esperienza ma con l’alunno scalzo e pavimento reso sdrucciolevole con polvere di gesso. L’alunno, che non deve spostare i piedi, è spinto in avanti. Il filo a piombo oscilla all’interno della base L’alunno non cade ma si sposta in avanti percorrendo un tratto di pavimento. Allo stesso modo in corriera, in assenza di attriti, in caso di frenata, l’alunno si muoverebbe in avanti, verso l’autista. (In riferimento alla sola corriera): pericolo di urto!

INDIVIDUAZIONE DEL RUOLO DEL PAVIMENTO DELLA CORRIERA Un alunno, qualche giorno dopo, in riferimento a questa esperienza fa la seguente considerazione: Quando la corriera parte all’improvviso, è come se io stessi fermo sopra un tappeto e qualcuno lo tira in avanti. …e quando frena? Be allora è come se lo tirasse indietro.

Le esperienze che abbiamo fatto insieme cosa ci hanno insegnato? Che è pericoloso stare in piedi in corriera, soprattutto con lo zaino sulle spalle. Ora sappiamo che la regola di stare seduti quando si viaggia in corriera è legata a motivi reali di pericolo. Ci sentiamo di affermare che la nostra percezione del rischio è migliorata. Possiamo conclude che: UN PO’ DI FISICA AL GIORNO TOGLIE IL MEDICO DI TORNO.