Galileo: il peso dell’esperimento
di N. Correale
Attività 2 - Gli esperimenti del piano inclinato e del pendolo
Introduzione all'attività
Tempo medio per svolgere l'attività in classe 10 ore compreso il lavoro della relazione la cui stesura finale può essere completata a casa (tempo della relazione: prima bozza durante l’esperimento: 1,5 ore; stesura finale ben ordinata con grafico, tabella ecc.: 2 ore
- Comprendere i cambiamenti di interpretazione del moto dei corpi e dei gravi dall’antichità al medioevo a Galileo.
- Comprendere, attraverso la riduzione degli effetti dell’attrito, che un oggetto materiale qualsiasi, se sottoposto ad una forza, è sempre accelerato e non semplicemente posto in movimento.
- Comprendere che il moto di un grave sulla terra ha sempre la stessa accelerazione costante indipendentemente dalla sua massa e dal suo volume.
- Comprendere l’importanza di usare strumenti precisi di misura per quanto riguarda il tempo impiegato dalla pallina a cadere dal piano inclinato.
- Comprendere l’importanza di giungere a formulare una legge matematica generale che esprima la relazione tra spazio percorso dalla pallina del piano inclinato e tempo impiegato (legge oraria del moto) e se e come cambia questa legge al variare dell’inclinazione del piano.
- Comprendere i nessi e le analogie tra il fenomeno del moto della pallina sul piano inclinato e del moto del pendolo.
- Saper raccogliere e ordinare dati sperimentali.
- Imparare ad annotare sistematicamente le osservazioni compiute al fine di poterle analizzare proficuamente in tempi successivi.
- Elaborare ipotesi sulla base dei dati raccolti e delle conoscenze personali e formulare proposte di esperimenti atti a verificarle.
- Trarre conclusioni basate sui fenomeni osservati e sugli esperimenti svolti.
A questo punto ci sono tutti gli elementi perché gli studenti possano svolgere gli esperimenti a gruppi che a grandi linee avevamo già descritto. Ora dettagliamo quali sono le domande guida che costituiscono l’obiettivo degli esperimenti e che vengono esplicitate dal docente in maniera discorsiva prima che gli studenti inizino il loro lavoro. Si noti che gli esperimenti vanno eseguiti in questa successione, nel senso che ogni fase approfondisce la successiva. Eventualmente la prima fase potrebbe non essere svolta dagli studenti, bensì discussa ed eseguita in classe. Le domande: “Cosa faccio? (o anche “cosa occorre” se l’esperimento è più complesso), Cosa osservo?, Cosa capisco?” costituiscono la traccia della relazione che gli studenti devono produrre. Si noti che nella risposta alla seconda domanda sono contenute sia osservazioni qualitative che quantitative (misurazioni, tabelle, grafici). La risposta all’ultima domanda contiene invece la spiegazione di quanto è stato osservato. Tali domande non sono da intendersi come un modello rigido: ogni insegnante può attenersi al suo modo di lavorare usuale nell’assegnare le relazioni se questa traccia non lo convince.
