THE SCIENTIFIC METHOD SCHOOL YEAR 2008/2009 CLASS 2 E Sartori:

The scientific method Per metodo sperimentale s‘intende il metodo con cui si arriva ad enunciare leggi scientifiche mediante conferma sperimentale di ipotesi basate su osservazioni ripetute di determinati fenomeni. Paccagnella-Gatto:

Galileo was the forerunner of the experimental method, and he divided it into 5 steps. Paccagnella-Gatto:

Making Observations Le Osservazioni dei fenomeni che avvengono nel sistema sono fondamentali processi investigativi per comprendere la natura What are you curious about, or what have you seen that makes you wonder? Ferro Pasqui

MAKING OBSERVATIONS Rigato…canocchiale

Strumenti per..l’osservazione Per indagare l’universo….il canocchiale Per indagare l’anatomia degli insetti… il microscopio Per i calcoli astronomici… il compasso Pangrazzi, medici, baratto, pertile

Formulation of hypotheses Le Ipotesi scientifiche permettono di teorizzare un nesso che intercorre tra una causa e un effetto Il metodo induttivo sperimentale What do you think is the answer to your question or the reason for your observation? Sartori Razzadore

Durante un esperimento gli scienziati prima di accertare scientificamente tramite analisi ben precise la natura dell’esperimento, avanzano delle ipotesi che faciliteranno la sintesi dei risultati What are some if/then statements that explain and confirm your hypothesis? Niero Nichele

MAKING PREDICTIONS Pasqui..il, pendolo

FASE CREATIVA STATING CONCLUSIONS elaborazione dei dati; formulazione di correlazioni e di leggi empiriche; verifica sperimentale delle leggi; generalizzazioni FASE CREATIVA formulazione di modelli teorici di interpretazione; individuazione di nuovi problemi e di nuove ipotesi di lavoro Ruzza Torniero

PERFORMING EXPERIMENTS Un esperimento richiede: Di essere ripetibili Di essere costante nei risultati Di essere reso pubblico e confermato da altri scienziati La dimostrazione matematica La deduzione razionale di leggi e di processi di causa- effetto Campello Pertile

An experiment by Redi (1668) Baratto Pavan

OUR EXPERIMENT! La Legge di Stokes FV = 6 p h r v Lasciando cadere palline di raggio diverso in mezzi con viscosità nota o incognita (glicerina, detersivo piatti, olio di girasole), esse raggiungono una velocità limite. La velocità limite risulta dipendere dalla viscosità del liquido e varia al variare della temperatura. Torniero Ferro Niero Pavan

La nostra ricerca…iniziamo a osservare FACCIAMO CHIAREZZA!!!!!! ….. INIZIAMO A LAVORARE Nello stesso liquido palline di diametro diverso raggiungono velocità costanti diverse Nello stesso liquido palline di stesso diametro raggiungono stessa velocità Nello stesso liquido a temperature diverse la stessa pallina ha velocità limite diverse All’aumentare della temperatura aumenta la velocità limite A temperatura ambiente, in un liquido con densità minore la velocità limite della pallina aumenta

Percorso sperimentale Materiali: Cilindro graduato Glicerina Detersivo generico per piatti Palline di diametro compreso 1mm e 4mm. Cronometro ….foglio e penna! Lasciamo cadere una pallina in glicerina e misuriamo il tempo impiegato a percorrere: 5cm, 10cm, 15cm,…,35cm. …ripetiamo 15 volte!

Trattiamo i dati… 5 centimetri in… misuriamo i tempi di percorrenza!

Calcolando la velocità media si ottiene:

Discutiamo i risultati … Valutiamo gli errori: Calcoliamo la Deviazione standard

Grazie!! Coordinato da: prof.ssa O. Loguercio, prof.ssa R. L. Ancona, prof.ssa P. Cecchinato

L’USO DEL CANNOCCHIALE Galileo usando il cannocchiale fece le seguenti scoperte: Giove e dei pianeti che vi gravitano attorno (i satelliti) La somiglianza della luna e della terra per struttura superficiale e di moto di rotazione Un numero elevato di corpi celesti Le macchie solari

LO SCONTRO CON IL CLERO E CON LE IDEE ARISTOTELICHE- TELEMAICHE Le scoperte fatte da Galileo confermano: le ipotesi copernicane che ipotizzavano l’esistenza di satelliti e di altri corpi celesti oltre alla terra Contrastano le tesi Tolemaiche ed ecclesiastiche sulla immutabilità delle forme dei corpi celesti nel tempo

LA CONFERMA DELLE IDEE GI GALILEO Nel 1610 dopo aver avuto la conferma delle sue idee Galileo stampò il Sidereus Nuncius ,il messo siderale dove annunciava tutte le scoperte da lui fatte

DESCRIZIONE DEL PENDOLO Galileo Galilei fu il primo ad accorgersi che la durata di ogni oscillazione di un pendolo semplice è indipendente dall’ampiezza dell’oscillazione, purché l’ampiezza angolare sia piccola, ossia in pratica finché l’angolo massimo che il filo forma con la verticale non supera qualche grado, cioè sia <10°.

Quando il pendolo viene allontanato dalla posizione verticale e poi lasciato andare inizia ad oscillare perché la forza di gravità, agendo sulla massa appesa al filo, la richiama verso la posizione verticale del filo. Quindi tutte le oscillazioni di un pendolo semplice hanno la stesa durata.

Sperimentalmente si scopre che: La formula del periodo del pendolo - è indipendente  dalla massa  è direttamente proporzionale alla radice quadrata della lunghezza  è inversamente proporzionale alla radice quadrata dell'accelerazione di gravità.

Galileo e la caduta dei gravi Caduta dei gravi con resistenza dell’aria Galileo fece varie prove e scoprì che con la resistenza dell’aria era importante anche il peso del corpo ma poi si arriverà a scoprire che in realtà il peso del corpo non e’ rilevante. Senza la resistenza dell’aria Con la

LA CADUTA DEI GRAVI E LA TORRE DI PISA GALILEO FACEVA CADERE DEI CORPI DALLA TORRE DI PISA PER SPERIMENTARE LE SUE IPOTESI

LA LUNA FORNISCE LA PROVA La verifica della legge di caduta dei gravi fu riprodotta durante la missione Apollo 15 sulla luna. La piuma e il martello, lasciati cadere nello stesso istante giungevano al suolo contemporaneamente.

Il cannocchiale E’il risultato della combinazione di due lenti, una piano-concava e l'altra piano-convessa dentro un tubo. Le lenti sono poste una in prossimità dell'occhio (oculare), l'altra all'estremità opposta del tubo (obiettivo).

Il cannocchiale e Galileo L'invenzione va assegnata ad artefici olandesi, ma Galileo ne perfezionò le prestazioni aumentando la capacità di ingrandimento delle lenti e trasformandolo in un formidabile strumento per l'indagine astronomica. Nel primo periodo delle sue ricerche astronomiche, Galileo costruì, o fece costruire dai propri artefici, numerosi cannocchiali. Di questi, solo pochissimi possono oggi essere identificati con certezza.

Il Compasso Nel corso del Rinascimento furono molti i tentativi di elaborare uno strumento universale che permettesse di eseguire agilmente calcoli aritmetici e operazioni geometriche Galileo inventò il compasso a Padova nel 1597, quando occupava la cattedra di matematica presso l'università, insegnando tra le altre scienze matematiche anche le fortificazioni e le tecniche di misurazione. Galileo non solo inventò uno strumento straordinario, il compasso, ma fu capace di diffonderlo su una scala relativamente ampia, data l’epoca, combinando abilmente il prodotto con un trattato scientifico.

Compasso di proporzione Strumento costituito da due aste di uguale lunghezza collegate fra loro a cerniera, in modo da poter assumere un'inclinazione relativa a piacere. Il compasso, nelle sue diverse configurazioni, consente di realizzare diversi tipi di operazioni.

Compasso a punte fisse Utilizzato nel disegno architettonico e nei cantieri di costruzione. Può essere semplice o munito di vite micrometrica per una maggiore precisione nell'apertura delle gambe.

Compasso a gambe incrociate Formato da un centro fisso o mobile, serve essenzialmente a riprodurre i disegni in scala ridotta o ingrandita.

compasso nautico Il tipo più semplice di compasso nautico è costituito da un compasso a punte fisse, manovrabile con una sola mano, per calcolare rotte e distanze in mare sulle carte durante la navigazione.