Spazio, tempo e velocità Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità Concetti 1) Spazio e tempo come descrittori del moto; la proporzionalità diretta fra spazio e tempo e la misura della velocità 2) Perché la velocità è maggiore nella corsa 3) Variazione di velocità e tempo come descrittori del moto accelerato; il concetto di accelerazione e la sua misura; un modello della deambulazione umana 4) Componenti dei vettori distanza e velocità 1) La camminata 2) La corsa 3) La partenza e la frenata 4) Le scale Attività 1) Correlare distanza percorsa e tempo impiegato 2) Sperimentare diversi modi di muoversi 3) “Zoommare” l’attimo della partenza o della frenata 4) Il vettore velocità V. Montel, G. Rinaudo, Dipartimento di Fisica Sperimentale, Università di Torino “S.I.S. – Indirizzo Scienze Naturali e Indirizzo Fisico - Matematico - A. A. 2006 – 2007” Spazio, tempo e velocità-1

Spazio, tempo e velocità Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità Consegna: tutto quello che si può fare con scotch telato, contasecondi, metro a nastro … Occhiello lunghezza La misura della lunghezza nel SI l'unità di misura della lunghezza nel SI è il metro; il metro si indica con il simbolo m (è un simbolo non una abbreviazione!), il metro ha multipli e sottomultipli decimali, il chilometro (simbolo km) è uno dei multipli del metro, il centimetro (simbolo cm) e il millimetro (simbolo mm) sono sottomultipli del metro. Occhiello tempo Strumenti per la misura del tempo e unità di tempo nel SI per la misura del tempo si utilizzano fenomeni in cui il tempo scorre in modo lineare oppure in modo ciclico i fenomeni in cui il tempo scorre in modo ciclico sono fenomeni periodici, nei quali tutto si ripete in modo identico a distanza di tempo di un periodo l'unità di misura del tempo nel SI è il secondo (simbolo s) Spazio, tempo e velocità-2

Spazio, tempo e velocità: la camminata Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la camminata Oggetti: scotch telato, contasecondi, metro a nastro Attività: far percorrere a uno studente un tratto rettilineo lungo tutta la lunghezza della classe dare delle indicazioni (tipo: avanti di due passi, indietro di uno, fermo …) far percorrere lo stesso tratto a un altro studente, contando i passi che fa e i secondi che impiega costruire il grafico spazio-tempo Interdisciplinarietà e continuità: performance sportive (ed. fisica) ritmiche (ed. musicale) Concetti: spazio, posizione, distanza e sua misura sistema di riferimento tempo, intervallo di tempo e sua misura il grafico spazio - tempo: la velocità grandezze scalari e vettoriali Riferimenti: - M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio, Petrini Editore, - B. Knapp – Quanto misura? – Osservatorio, Editoriale Scienza, Trieste, 1994 - S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di Laboratorio Scientifico www.iapht.unito.it http://digilander.libero.it/FranzMappano Aspetti didattici: cosa vuol dire essere in movimento il concetto di velocità rappresentazioni grafiche Spazio, tempo e velocità-3a

Spazio, tempo e velocità: la camminata La fisica: -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura la proporzionalità fra spazio percorso e tempo impiegato -il grafico spazio/tempo: - i punti si allineano lungo una retta che passa per l’origine - maggiore è la velocità più pendente è la retta - un tratto orizzontale corrisponde a una fermata - al tratto di ritorno corrisponde una pendenza opposta -unità di misura della velocità: m/s, passi/s, km/h sta fermo distanza (m) torna indietro tempo (s) Contesto: - la conduzione delle attività motorie è fattibile a tutti i livelli, anche in previsione di un raccordo con la scuola elementare e con la scuola secondaria superiore - la rappresentazione grafica dei dati raccolti è consigliata a tutti i livelli, a partire dalla prima media - la “lettura” e l’interpretazione dei grafici spazio-tempo e velocità-tempo (nonché l’elaborazione di un modello che rappresenti il moto di un corpo) sono particolarmente indicate per una terza media, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-3b

Spazio, tempo e velocità: la corsa Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la corsa Oggetti: scotch telato, contasecondi, metro a nastro Attività: far percorrere ad uno studente lo stesso tratto rettilineo di corsa contare i passi che fa e i secondi che impiega costruire il grafico spazio-tempo Interdisciplinarietà e continuità: performance sportive (ed. fisica) analisi delle modalità di movimento degli animali (zoologia) Concetti: spazio, posizione, distanza e sua misura passo e passo-corsa sistema di riferimento tempo, intervallo di tempo e sua misura il grafico spazio - tempo: la velocità Riferimenti: M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio, Petrini Editore P. Mascheretti, Università di Pavia – I sensi degli animali - S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di Laboratorio Scientifico www.iapht.unito.it http://digilander.libero.it/FranzMappano Aspetti didattici: confrontare il passo e il passo-corsa il concetto di velocità rappresentazioni grafiche raccogliere i dati in tabelle Spazio, tempo e velocità-4a

Spazio, tempo e velocità: la corsa La fisica: -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura la proporzionalità fra spazio percorso e tempo impiegato -il grafico spazio/tempo: - i punti stanno su una retta che passa per l’origine - rispetto alla marcia, la velocità è maggiore perché i passi sono più lunghi e più rapidi -unità di misura della velocità: m/s, passi/s, km/h - raccogliere i dati in una tabella 5 m 5 10 camminata corsa 4 3 2 1 9 8 7 6 distanza (m) passi distanza tempo velocità percorsa impiegato m/s km/h camm. 10 passi 6,25 m 7 s 0,9 3,2 corsa 5 passi-c. 6,25 m 3 s 2,1 4,0 tempo (s) s Contesto: - la conduzione delle attività motorie è fattibile a tutti i livelli, anche in previsione di un raccordo con la scuola elementare - la rappresentazione grafica dei dati raccolti è consigliata a tutti i livelli, a partire dalla prima media - la “lettura” e l’interpretazione dei grafici spazio-tempo e velocità-tempo (nonché l’elaborazione di un modello che rappresenti il moto di un corpo) sono particolarmente indicate per una terza media, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-4b

Spazio, tempo e velocità: la partenza e la frenata (quando la velocità cambia) Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Oggetti: scotch telato, contasecondi, metro a nastro Attività: far percorrere ad uno studente un tratto rettilineo al passo o di corsa contare i passi che fa e i secondi che impiega costruire il grafico spazio-tempo, costruire il grafico velocità-tempo, riflettere sull’interpretazione del grafico velocità-tempo Concetti: spazio, posizione, distanza e sua misura passo e passo-corsa sistema di riferimento tempo, intervallo di tempo e sua misura il grafico spazio - tempo: la velocità variazione di velocità : accelerazione e forza costruzione di un modello che descriva la deambulazione umana Interdisciplinarietà e continuità: performance sportive (ed. fisica) analisi delle modalità di movimento degli animali (zoologia) Riferimenti: M. Palladino Bosia – Fisica in laboratorio, Petrini Editore P. Mascheretti, Università di Pavia – I sensi degli animali - S.M.S. “E. Fermi” di Burolo - Attività di Laboratorio Scientifico www.iapht.unito.it http://digilander.libero.it/FranzMappano Aspetti didattici: i concetti di velocità e di accelerazione rappresentazioni grafiche e loro interpretazione Spazio, tempo e velocità-5a

Spazio, tempo e velocità: la partenza e la frenata La fisica: la velocità  spazio percorso / tempo impiegato -unità di misura della velocità: m/s, km/h -il grafico velocità/tempo: - i punti si allineano lungo una retta orizzontale (velocità media costante) - all’inizio la velocità varia fra zero e il valore di regime; alla fine varia dal valore di regime a zero - accelerazione: la variazione di velocità divisa per il tempo impiegato tempo (s) 5 0,5 1 1,5 2 corsa camminata - l’accelerazione è - direttamente proporzionale alla variazione di velocità - inversamente proporzionale al tempo impiegato (meno tempo, a parità di variazione di velocità) - unità di misura dell’accelerazione: m/s2, (km/h)/s velocità m/s Contesto: - la rappresentazione grafica dei dati raccolti è consigliata a tutti i livelli, a partire dalla prima media - l’elaborazione di un modello che rappresenti il moto di un corpo e le considerazioni circa le variazioni della velocità vanno adattate alla classe e al momento, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-5b

Spazio, tempo e velocità: la scala Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Spazio, tempo e velocità: la scala Oggetti: contasecondi, metro a nastro Attività: chiedere a uno studente di salire o scendere una rampa di scale misurare il tempo di salita (o di discesa) misurare altezza e pedata dello scalino disegnare in scala le componenti orizzontale e verticale dello spostamento calcolare e disegnare in scala le componenti orizzontale e verticale della velocità Sicurezza Nel far salire o scendere le scale, si presti particolare attenzione nella eventuale presenza di ragazzi non ancora rispettosi delle regole e/o di certi tipi di handicap Concetti: spazio, posizione, distanza e sua misura sistema di riferimento tempo, intervallo di tempo e sua misura componenti orizzontale e verticale della velocità il vettore velocità Interdisciplinarietà: geometria (rappresentazione dei vettori) Aspetti didattici: il significato di moto relativo composizione di vettori Riferimenti: - www.iapht.unito.it Spazio, tempo e velocità-6a

Spazio, tempo e velocità: le scale x (m) y (m) alto basso destra sinistra davanti dietro La fisica: spazio, posizione, distanza e sua misura tempo, intervallo di tempo e sua misura sistema di riferimento componenti orizzontale e verticale dello spostamento il vettore spostamento: direzione e valore  regola del parallelogramma (Pitagora) componenti orizzontale e verticale della velocità il vettore velocità: direzione e valore spostam.orizz. spostam.vert. spostamento vel.orizz. vel.vert. velocità Contesto: - la conduzione delle attività motorie è fattibile solo con gruppi ristretti di studenti, rispettosi delle consegne e particolarmente motivati - le considerazioni circa il carattere vettoriale della velocità vanno adattate alla classe e al momento, anche in previsione di un raccordo con la scuola secondaria superiore Spazio, tempo e velocità-6b