Fisica e movimento delle imbarcazioni - attività sperimentali (in acqua)
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Fisica |
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Piano di lezione #3 |
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SULLA LEZIONE |
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Argomento |
Fisica e movimento delle imbarcazioni - attività sperimentali (in acqua) |
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Durata |
2 x 1 ora (2 x 45 min) |
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Conoscenze pregresse presunte |
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Obiettivi della lezione |
Apprendimento attraverso l'indagine sperimentale, svolta per determinare varie grandezze fisiche, associate al movimento delle barche costruite dagli studenti, al bordo dell'acqua scelta per gli esperimenti (fiume, lago, mare o piscina) |
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La grande idea alla base dell'argomento |
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Risultati della lezione |
Sviluppare la capacità di pensiero critico e astratto, con riferimento agli elementi di progettazione fisica e alle applicazioni reali |
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Competenze |
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Metodi |
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Rilevanza per il curriculum |
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Coinvolgimento degli stakeholder |
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ATTREZZATURE E MATERIALI NECESSARI |
Per 1 squadra di 5 studenti |
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Questo è un elenco consigliato: Osservazioni
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ATTIVITÀ PASSO-PASSO |
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Fase 1 (2 min) |
Momento organizzativo (controllo delle presenze, cattura dell'attenzione, preparazione del materiale didattico, ecc.) |
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Fase 2 (10 min) |
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Fase 3 (70 min) |
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Fase 4 (6 min) |
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Fase 5 (2 min) |
Conclusioni:
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Valutazione |
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Link utili |
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Relazione del lavoro di laboratorio (per gruppi di 5 studenti)
I. Determinazione della velocità di scorrimento del fiume (acqua) rispetto alla sponda
a) Materiali necessari: relazione del lavoro, tabella dei dati sperimentali, timer, metro, palline, piatti di legno, corde, fili di nylon, barche costruite e attrezzate, computer e altre apparecchiature informatiche, telefoni cellulari, ecc.
b) Principio del metodo
La formula della velocità media è uno dei concetti fondamentali della fisica, utilizzato per calcolare la velocità media di un oggetto in movimento. Si calcola dividendo la distanza percorsa tra due punti per il tempo impiegato per percorrerla.
v =
![]()
Δx - distanza percorsa tra due punti AB
Δt - tempo impiegato per percorrere la distanza
La formula della velocità media è estremamente importante in Fisica, perché può essere utilizzata
- per determinare la velocità di un oggetto in movimento;
- per stimare la velocità con cui un oggetto può essere spostato da un punto all'altro.
c) La procedura sperimentale:
- misurare la porzione di fiume per la quale si calcola la velocità di flusso del fiume AB in metri;
- Scegliete un oggetto che galleggi sopra l'acqua e che abbia una densità inferiore a quella dell'acqua (legno, palla, materiale plastico) che sia legato a un filo di nylon o a un filo, uno spago;
- time il tempo di spostamento dell'oggetto dal punto A al punto B, in secondi;
- inserire i dati nella tabella dedicata del seguente modulo;
- registrare tre valori per il tempo e calcolare la velocità del flusso del fiume per ogni tempo, quindi calcolare la velocità media;
- spiegare il verificarsi di errori di misura.
d) Tabella dei dati sperimentali
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Numero del gruppo |
d [m] |
t [s] |
Va [m/s] |
Vm [m/s] |
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Gruppo I |
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Gruppo II |
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Gruppo III |
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Gruppo IV |
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Gruppo V |
Va =
= ![]()
Vm = ![]()
II. Determinazione del tempo in cui l'imbarcazione copre la distanza da A a B con il motore acceso
a) Materiale richiesto: relazione del lavoro, tabella dei dati sperimentali, cronometro, metro, barche costruite e attrezzate, computer e altre attrezzature informatiche, telefoni cellulari, ecc.
b) Principio del metodo
- Da A a B (nella direzione del flusso del fiume)
va - la velocità di scorrimento del fiume, l'acqua rispetto alla terra
vb - velocità di movimento dell'imbarcazione con il motore in funzione contro l'acqua
v1 - velocità dell'imbarcazione rispetto al suolo da A a B
t1 - il tempo in cui l'imbarcazione copre la distanza da A a B con il motore acceso
- Da B ad A (in direzione opposta al fiume)
V2 - velocità dell'imbarcazione rispetto al suolo da B ad A
t2 - il tempo in cui l'imbarcazione copre la distanza da B ad A con il motore acceso
V2 = vb - va t2 = ![]()
- misurare la porzione di fiume per la quale si calcola la velocità di flusso del fiume AB in metri;
- mettere l'imbarcazione in acqua con il motore acceso e iniziare a muoversi tra i punti A e B
- il tempo di percorrenza dell'imbarcazione dal punto A al punto B in secondi;
- inserire i dati nella tabella dati del modulo indicato di seguito;
- calcolare il tempo con l'aiuto di formule di calcolo teoriche e poi confrontare i risultati con quelli determinati sperimentalmente;
- spiegare il verificarsi di errori di misura.
d) Tabella dei dati sperimentali
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Gruppo numero |
d m[] |
Va [m/s] |
Vb [m/s] |
V1 [m/s] |
V2 [m/s] |
t1 (1) [s] |
t2 (1) [s] |
t1 (2) [s] |
t2 (2) [s] |
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Gruppo I |
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Gruppo II |
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Gruppo III |
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Gruppo IV |
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Gruppo V |
(1): t1 e t2 ottenuti dal calcolo sperimentale
(2): t1 e t2 misurati con il cronometro
e) Fonti di errore:
- Errori di misura - inevitabili, dovuti all'imperfezione dei sensi e dei dispositivi;
- Errori di arrotondamento;
- Errori di metodo;
- Errori sistematici:
- strumenti - dispositivi o strumenti di misura difettosi;
- personale - mancanza di capacità sperimentali;
- teorica - trascurando le azioni esterne, alcuni fattori fisici, come una fonte di luce inadeguata, ecc.
- Errori accidentali: l'imperfezione degli organi di senso dell'osservatore, la sua incapacità, le variazioni che si verificano durante l'esperimento, la posizione dell'osservatore durante le misurazioni.
- Errori grossolani:
- la disattenzione dell'osservatore;
- a causa dell'attrito tra la puleggia e il filo;
- a causa dell'attrito non uniforme tra il corpo e il piano inclinato;
- notazione errata del risultato;
- confusioni;
- calcolo matematico errato.
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