Cap. 1 Osservare Misurare Ragionare

Attività Osservate una moneta da un euro per qualche minuto Fate una descrizione accurata su un foglio Riprendiamo la moneta e confrontiamola con la descrizione che ne hai fatto Le descrizioni fatte sono le stesse? Ci sono state variazioni nel linguaggio? La moneta è stata descritta bene?

Per descrivere scientificamente un oggetto occorre osservalo bene, utilizzare un linguaggio standardizzato nella sua descrizione in modo da evitare equivoci astenendosi dall’uso degli aggettivi qualificativi

Fenomeno La parola fenomeno nel linguaggio comune significa qualcosa di straordinario “Maradona è stato un fenomeno del calcio” Nel linguaggio scientifico la parola fenomeno è semplicemente qualcosa che accade

Osservare, guardare vedere Che differenza esiste fra queste tre parole? Ho visto la partita di calcio Ho guardato se in campo c’era tuo cugino Quando l’ho visto ho osservato come giocava e mi sono accorto che ha avuto una visione del gioco migliore di quella dell’ultima volta che l’ho seguito

Osservare è più che guardare La scienza nasce dal desiderio di spiegare i fenomeni naturali Lo scienziato è un investigatore che raccoglie le informazioni della natura, le organizza e cerca di risolvere un problema Per fare questo utilizza un metodo Che cosa è la scienza?

L’osservazione Osservare ciò che accade intorno a noi è il primo passo della scienza Cosa significa osservare? Significa esaminare con grande attenzione in questo modo possiamo fissare le caratteristiche di ciò che abbiamo osservato e le possiamo descrivere Poi possiamo riflettere sulle caratteristiche più importanti

Come si osserva La nostra è l’epoca dell’immagine per cui sembra normale pensare che si osserva con la vista In realtà si osserva con tutti i sensi Per riconoscere i suoni utilizziamo l’udito Per distinguere i sapori il gusto Per stabilire se un oggetto è liscio il tatto Per un odore l’olfatto

Gli strumenti Spesso i sensi ci possono ingannare perciò gli scienziati utilizzano gli strumenti di misura (es. righello) A volte i sensi sono poco sensibili perciò si ricorre agli strumenti di osservazione Lente, microscopio telescopio

La formulazione di ipotesi La seconda fase del processo scientifico è l’interpretazione di ciò che abbiamo osservato Interpretare significa capire il significato di ciò che ho osservato La prima cosa che facciamo è quella di formulare delle ipotesi, cioè possibili spiegazioni di ciò che abbiamo osservato

Esempio Vado in un parco in autunno e vedo le foglie ammucchiate di preferenza da una parte Perché si trovano in questa posizione? Si sono ammucchiate casualmente Il vento le ha sospinte di preferenza in una certa direzione In quelle zona il vento fa mulinello e le foglie vanno tutte lì Qualche giorno prima è venuto il giardiniere che le ha ammucchiate ma poi non le ha portate via

Il ragionamento scientifico Si osserva un nuovo fenomeno Per spiegarlo si fanno diverse ipotesi Si confrontano le ipotesi con le mostre esperienze e conoscenze Con questa verifica si scartano le ipotesi meno credibili e si mantengono quelle più idonee a spiegare il fenomeno

Le verità della scienza Ma non giunge mai ad una verità definitiva ed assoluta che vale per sempre Possono esserci ipotesi che non abbiamo preso in considerazione e che possono essere quelle corrette Perciò le conclusioni della scienza non sono mai quelle definitive Se emergono nuovi fenomeni o nuove conoscenze le “verità scientifiche possono cambiare In questo modo la scienza progredisce

Esperimenti

Caduta libera dei corpi Nella diapositiva precedente erano mostrati dei piani inclinati Servono per studiare il moto di un corpo in caduta libera Come mai Galileo ha utilizzato un piano inclinano? Ha fatto delle ipotesi supplementari Ha ipotizzato che i due fenomeni (caduta libera e moto sul piano inclinato) obbedissero alla stessa legge È corretto?

L’esperimento semplifica la natura Il piano inclinato studia lo stesso fenomeno della caduta dei gravi ma lo semplifica Le velocità dei corpi sono più basse

Lo studi quantitativo dei fenomeni Osservate nuovamente queste figure Cosa avete notato? Perché Galileo nelle immagini sta tentando di trovare un modo per misurare il tempo trascorso Questo ci dice ce nello studio di un fenomeno questo deve essere quantizzato

Esperienza Misurate le dimensioni del vostro tavolo e scrivete il risultato su un pezzo di carta riportando anche i millimetri Confronteremo questi risultati con quelli dei vostri compagni e vedremo quello che sarà successo

Esperienza a casa Prendete diverse palle e fatele cadere dall’altezza di un metro e, con l’aiuto di un genitore vedete quale è stata l’altezza del rimbalzo Ripetete la prova per tre volte e prendete la misura media (n1 + n2 + n3) : 3 Eseguite una tabella in cui riportare i valori

Raccogliere le esperienze Palla Usata Altezza del rimbalzo Valore medio del rimbalzo

Interpretare i risultati Quale è la palla che rimbalza meglio? Perché secondo te quella particolare palla è quella che rimbalza meglio? Cosa caratterizza le palle che rimbalzano di più? Se sottopongo a pressione (schiacciare con due dita) le palline cosa succede?

Gli esperimenti scientifici Abbiamo isolato il fenomeno che ci interessa (rimbalzo) e lasciato costante tutte le altre condizioni (altezza caduta 1m) Sono state eseguite delle misure È stato ripetuto l’esperimento per ottenere il valore medio Sono stati riportati i risultati su di un grafico

L'esperimento semplifica il fenomeno prendendo Si studiano i risultati per capirne le il significato e trarne le conclusioni Aveva importanza il colore della pallina? L'esperimento semplifica il fenomeno prendendo in considerazione solo i fatti essenziali

Misurare Misurare significa confrontare una grandezza con un’altra ad essa omogenea presa come unità di misura e vedere quante volte è contenuta nella grandezza da misurare Non tutto si può misurare es. la bellezza di un quadro Le proprietà degli oggetti che si possono misurare sono chiamate proprietà fisiche o oggettive

Misure dirette e indirette Una misura diretta è quella che si esegue direttamente utilizzando uno strumento specifico (l’altezza del rimbalzo della palla) Se io misuro l’altezza e la larghezza di un tavolo e poi calcolo l’area con una formula eseguo una misurazione indiretta Potremmo eseguire una stima della misura cioè il suo grado di incertezza ma questo esula dai nostri programmi tuttavia ….

Attività Quanti chicchi di riso ci sono in un pacco di un Kg? Pesa 10g di riso Conta i chicchi Ripeti il procedimento per tre volte Trova il valore medio Moltiplica per 100 e ottieni una stima del numero dei chicchi

Il sistema internazionale Il Sistema Internazionale (SI) ha identificato 7 grandezze fondamentali Lunghezza, massa, intervalli di tempo, intensità di corrente elettrica, temperatura, intensità luminosa e quantità di sostanza

Le grandezze fondamentali del SI e loro unità di misura Grandezza fisica Unità di misura Simbolo Lunghezza Metro m Massa Kilogrammo Kg Intervalli di tempo Secondo s Intensità di corrente elettrica Ampere A Temperatura Kelvin K Intensità luminosa Candela cd Quantità di sostanza mole mol

Grandezze derivate Tutte le altre grandezze si ottengono combinando in vario modo queste grandezze fondamentali es. nel SI la velocità si misura in m/s es. se in 10s percorriamo 100m siamo viaggiando a 100m/10s = 10m/s A volte si usano unità di misura pratiche es. i km/h (chilometri orari)

In questo caso occorre una formula di conversione 1km/h = 1000m/3600s = 0,28 m/s 1m/s = 3,6 km/h

Il metodo scientifico Osservare le cose che ci circondano e i fenomeni della natura Formulare ipotesi per spiegare ciò che si è osservato Eseguire gli esperimenti per mettere alla prova le ipotesi fatte e controllare così se siano valide oppure no Esaminare i risultati degli esperimenti per trarre le conclusioni

Quando un’ ipotesi è stata verificata da uno o più esperimenti si chiama legge scientifica Se un ipotesi suffragata da alcuni esperimenti abbraccia più fenomeni prende il nome di teoria scientifica Le leggi e le teorie scientifiche sono sempre provvisorie cioè non sono definitive e stabilite una volta per sempre

Una teoria è ritenuta vera fino a che nuove conoscenze o nuovi esperimenti o nuovi concetti non le dimostrino false Può succedere che una teoria, anche se sappiamo che è incompleta, continui ad essere utilizzata se non ce n’è una migliore Le nuove teorie oltre a spiegare fenomeni già osservati spesso deve fare previsioni su fenomeni non ben compresi e/o predirne di nuovi

Le branche delle scienze naturali dal vocabolario Treccani Branca: suddivisione, ripartizione, particolare settore (di scienze, letteratura, arte, ecc.) le varie b. delle scienze naturali sono i settori in cui queste sono suddivise Queste 2 secoli fa erano ridotte di numero ma col progredire delle conoscenze sono diventate moltissime pertanto i rami principali sono, loro volta, suddivisi in moltissimi rami secondari e ramoscelli

Chimica Quella branca delle scienze naturali, che si occupa delle sostanze e delle loro trasformazioni Tavola periodica degli elementi molecola Reazione chimica Becher e beute con soluzioni atomo

Fisica da wikipedia: Scopo della fisica è lo studio dei fenomeni naturali, ossia di tutti gli eventi che possano essere descritti ovvero quantificati attraverso grandezze fisiche opportune, al fine di stabilire principi e leggi Fenomeni fisici

Astronomia Da wikipedia: L'astronomia, che etimologicamente significa legge delle stelle (dal greco: αστρονομία = άστρον + νόμος), è la scienza il cui oggetto è l‘osservazione e la spiegazione degli eventi celesti. Studia le origini e l'evoluzione, le proprietà degli oggetti che formano l'universo e che possono essere osservati sulla sfera celeste. Il miglior planetario gratuito da scaricare

Biologia La biologia (dal greco βιολογία, composto da βίος, bìos = "vita" e λόγος, lògos = nel senso di "studio") è la scienza che studia tutto ciò che riguarda la vita. (fonte wikipedia)

Geologia La geologia (dal greco γῆ, gê, "terra" e λόγος, logos, "studio") è la scienza che studia la Terra e i processi che la plasmano e la cambiano. (wikipedia)