CHE FORZA LE FORZE! TFA 2014/2015 CLASSE A059 SCIENZE MATEMATICHE, CHIMICHE, FISICHE E NATURALI NELLA SCUOLA SECONDARIA DI I GRADO CHE FORZA LE FORZE! Candidato : Lorenza Scollo Matricola S84000075

Contesto: Il presente percorso didattico si rivolge ad una classe II della scuola secondaria di I grado Traguardi per lo sviluppo delle competenze. L’alunno esplora e sperimenta lo svolgersi dei più comuni fenomeni, ne immagina e ne verifica le cause; ricerca soluzioni ai problemi, utilizzando le conoscenze acquisite. Sviluppa semplici schematizzazioni e modellizzazioni di fatti e fenomeni ricorrendo, quando è il caso, a misure appropriate e a semplici formalizzazioni. Obiettivi disciplinari: Acquisire il concetto di forza Comprendere la natura vettoriale delle forze Trovare la risultante di più forze applicate allo stesso corpo Saper utilizzare strumenti di misurazione della forza Acquisire gli strumenti di calcolo necessari allo svolgimento di semplici esercizi Scoprire forze specifiche che agiscono su noi e sul nostro pianeta Obiettivi trasversali: Utilizzare i concetti fisici fondamentali quali peso, massa, forza, in varie situazioni di esperienza Prerequisiti: Differenza tra grandezze scalari e vettoriali Operazioni con i vettori Conoscenza del concetto di proporzionalità tra due grandezze Cinematica: il moto rettilineo Scelte metodologiche: Lezione dialogata con il supporto di una presentazione Semplici esperienze laboratoriali

Facciamoci forza e.. parliamone Cosa fa una Forza Arresta o fa cambiare velocità/direzione agli oggetti in movimento Fa muovere gli oggetti che sono fermi Cambia la forma degli oggetti che non si possono muovere

La forza è una GRANDEZZA FISICA VETTORIALE che si manifesta nell’interazione di due o più corpi I vettori sono individuati da… VERSO DIREZIONE PUNTO DI APPLICAZIONE INTENSITA’

E se su un corpo agiscono più forze? ……si deve valutare qual è l’effetto totale, cioè la FORZA RISULTANTE. Primo caso: stessa direzione stesso verso

E se su un corpo agiscono più forze? Secondo caso: Stessa direzione Verso opposto

E se su un corpo agiscono più forze? Terzo caso: Direzione diversa In questo caso la forza risultante è data dalla diagonale del parallelogramma che ha per lati le due forze iniziali.

Ma come si misura la Forza? COSTRUIAMO UN DINAMOMETRO Abbiamo bisogno di supporto con gancio; molla a spirale; masse campione; cartoncino e carta millimetrata. Come procedere Appendi la molla al gancio del supporto. Incolla la carta millimetrata sul cartoncino e collocalo dietro la molla. Traccia sul cartoncino una linea dove arriva l’estremità inferiore della molla. Appendi alla molla una massa nota, per esempio di 50 g, e segna sul cartoncino la linea corrispondente all’allungamento. Ripeti il procedimento con masse di 100 g, 150 g, 200 g,e così via. A questo punto il dinamometro è tarato.

Ma come si misura la Forza? Vogliamo ora misurare la forza necessaria per spostare la nostra macchinina: attacchiamo al modellino il dinamometro e tiriamo… Quanto misurerà la forza necessaria a spostare due macchinine?

Ma come si misura la Forza? Le forze si misurano con una unità di misura chiamata NEWTON (N). La grandezza di una forza dipende da due cose: la massa e l’accelerazione dell’ oggetto. Maggiori sono la massa e l’accelerazione, maggiore è la forza applicata. Se la forza raddoppia, anche l’accelerazione raddoppia. Se la massa è doppia, l’accelerazione diventa la metà.

Ma come si misura la Forza? Una forza determina un’accelerazione che è --- direttamente proporzionale --- alla forza stessa e --- inversamente proporzionale --- alla sua massa. F= m·a Ritornando al newton Il Newton è definito come la forza che agendo su una massa di un kg provoca un’accelerazione di 1 m/sec2.

Esempi Paolo spinge un carrello della spesa che ha una massa di 10Kg. Il carrello sotto l’azione della forza esercitata acquista un’accelerazione pari a 1,2 m/s2. Calcola l’intensità della forza applicata da Paolo. Lo stesso carrello viene adesso spinto anche da Giulia e insieme applicano una forza di intensità doppia alla precedente. Quale accelerazione acquisterà il carrello?

C’è differenza tra massa e peso? Massa e peso sono due cose ben diverse: La massa è la quantità di materia di un oggetto e rimane sempre la stessa, ovunque si trovi l’oggetto. Il peso invece è una forza, la forza con cui la massa viene attirata dalla Terra. La forza di gravità

La forza di gravità La forza di gravità è la forza di attrazione con cui qualunque oggetto è attirato e attira tutti gli altri per il solo fatto di avere una massa, cioè di essere fatto di una certa quantità di materia. La forza di gravità è stata capita per la prima volta nel 1684 da Isaac Newton.

La forza di gravità È grazie alla forza di gravità che sulla Terra non si vola, ma si cammina attaccati al suolo. È grazie ad essa che le cose, se non stanno appoggiate su un piano o appese a un gancio, cadono a terra.

La forza di gravità Ma è anche grazie ad essa che la Terra non è libera nell’universo, ma è attirata dal Sole, e gli gira intorno senza sosta, come tutti gli altri pianeti del sistema solare. La forza di gravità è ciò che dà forma all’universo!

Da cosa dipende la forza di gravità? La forza di attrazione gravitazionale che ci tiene tutti attaccati ben saldi alla Terra viene dall’enorme massa della Terra.

Da cosa dipende la forza di gravità? Quindi non solo la Terra ci attira verso di sé, ma qualunque oggetto attira tutti gli altri verso di sé. Ciò che fa la differenza, però, è la quantità di massa.

Da cosa dipende la forza di gravità? Oltre che dalla massa, la forza di gravità dipende dalla distanza. Minore è la distanza tra due oggetti che si attraggono, maggiore è la forza di attrazione che li attrae. Quindi, la Terra attira la Luna molto più intensamente di quanto non attiri, ad esempio, il pianeta Marte, che è molto più lontano.

..ritornando alla massa e peso Il peso cambia, quindi, a seconda di dove l’oggetto si trova rispetto al centro della Terra. Via via che la distanza cresce, il peso diminuisce. Quindi, al mare pesiamo di più che in montagna, perché la vetta di una montagna è più lontana del mare dal centro della Terra, dove l’attrazione gravitazionale è più forte.

..ritornando alla massa e peso Se poi ti trovassi sulla Luna, il tuo peso sarebbe ancora minore. La forza di attrazione gravitazionale della Luna, infatti, è minore di quella della Terra, perché la sua massa è minore.

Completano il percorso didattico: I principi della dinamica L’equilibrio dei corpi sospesi e appoggiati Gli argomenti suddetti verranno trattati nelle prossime lezioni

VERIFICA La forza complessiva applicata da più forze ad un corpo è detta: prodotto delle forze; risultante; somma delle forze; risultato. 2. Individua quali tra i seguenti effetti è provocato da una forza (più di una risposta): aumento del peso di un corpo; arresto di un oggetto in movimento; messa in moto di un corpo; deformazione di un corpo. aumento della massa di un corpo   3. Qual è l'unità di misura della forza? Il chilogrammo; i metri al secondo; il Newton; l'Archimede.  Che cos’è il DINAMOMETRO? Com’è fatto ? ____________________________________________________________ 5. Il peso di un corpo misura: la quantità di materia che lo forma; la forza di gravità con cui esso viene attratto verso il centro della Terra; la sua massa; il suo volume. 6. La forza di gravità di un corpo aumenta all'aumentare della distanza del corpo dal centro della Terra; diminuisce al diminuire della distanza del corpo dal centro della Terra; diminuisce all'aumentare della distanza del corpo dal centro della Terra; è sempre la stessa. 7. Cancella la parola sbagliata La massa/il peso indica la quantità di materia di un oggetto. La massa/il peso è il modo in cui la quantità di materia è attirata dalla Terra (o da un altro pianeta). La massa/il peso dipende dal punto in cui si trova l’oggetto. La massa/il peso non dipende dal punto in cui si trova l’oggetto. 8. Completa con le seguenti parole: attrazione – attraggano – forza – oggetti – forza di gravità La ................................ di gravità fa sì che tutti gli ....................................... , di qualunque tipo (i pianeti, le persone, le mele, tutto!), si ........................................................ a vicenda. L’............................................da parte della Terra si chiama ........................................ 9. Utilizzando la relazione tra Forza, massa e accelerazione, risolvi il seguente problema: Marco spinge una massa 7Kg. La massa sotto l’azione della forza esercitata acquista un’accelerazione pari a 1,5 m/s2. Calcola l’intensità della forza applicata da Marco.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE