Il lavoro

PREMIO CESARE BONACINI
ANNO SCOLASTICO 2013-2014
Tema
Camminare, correre, saltare, spingere, tirare, comprimere, sollevare.
Esperimenti e misure sul funzionamento dei nostri muscoli.
IC Sacchetti – scuola media “ G.Rodari”
Via Capponi
San Miniato ( PI)
Classe 2E
Antonacci Gregorio,Barbosa Victor, Barsottini Gaia, Battini
Francesca, Battocchia Elia, Bellavia Erica, Berini Alessandro,
Cioni Margherita, Fefè Matteo, Lenti ittorio, Maddia Fabrizio,
Malia Gino, Mannucci Alessandro, Martini Elena, Mingo
Valeria, Nebbiai Alessia, Pietrazzini Simone, Priori Matteo,
Sacchini Ginevra, Salvadori Matteo, Scarselli Alessia,
Terinazzi Samuel
Docente
Barbara Finato
Con la collaborazione del prof. Massimo Erriquez
Il lavoro che presento è stato svolto in una classe seconda di scuola secondaria di primo grado.
In genere gli argomenti svolti in una classe seconda riguardano proprio il corpo umano ed i suoi
apparati e sistemi e quindi il titolo proposto era in linea con quanto avrei affrontato nel corso dell’anno
scolastico.
Il titolo offriva inoltre la possibilità di inserire anche argomenti di fisica. Ho quindi accolto con interesse
e cominciato a ricercare e pensare attività che potessero corrispondere alle richieste
Le attività sono state proposte seguendo la metodologia IBSE ed i ragazzi hanno dimostrato interesse
soprattutto nella parte più operativa e sperimentale.
Ho deciso di presentare le attività svolte utilizzando esclusivamente parti di relazioni redatte dagli
alunni o parti delle pagine dei loro quaderni e fotografie scattate durante le attività
Prof Barbara Finato
Dalle relazioni e dai quaderni degli alunni…
Lezione 1
CHE COS’È L’ENERGIA?
È questa una delle prime domande che ci siamo posti per poi lavorare sui muscoli.
Parlandone in classe è emerso che si tratta di una forza, una potenza, ma è la definizione giusta?
Per questo abbiamo controllato, e scoperto così le giuste definizioni:
Energia: l’energia è ciò che ci permette di compiere un lavoro, la capacità di fare le cose.
Potenza: la potenza è quanto velocemente posso usare l’energia.
Forza: tutto ciò che determina il cambiamento dello stato di quiete o di moto di un corpo, si misura con il
dinamometro.
Per capire di cosa si trattava di preciso l’energia potenziale e cinetica, abbiamo fatto l’esempio di una pallina che
da ferma si muove lungo un piano
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- Prima di cadere, il corpo è fermo, ha un’energia potenziale: l’energia che possiede un corpo in quiete che non è
stata ancora utilizzata
-Mentre cade il corpo utilizza l’energia potenziale, che si trasforma in energia cinetica: l’energia che possiede un
corpo per il movimento che ha
Lezione 2
MA COME VIENE PRODOTTA L’ENERGIA CHE USANO I NOSTRI MUSCOLI?
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Grazie alla respirazione cellulare, ovvero una combustione che le nostre cellule effettuano nel nostro corpo.
l’energia prodotta raggiunge i muscoli, che possono utilizzarla per muovere il corpo. Si parla quindi di forza
muscolare!
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Lezione 3
I MUSCOLI : COSA SONO? COME SONO FATTI A COSA SERVONO?
Il sistema muscolare ha un ruolo fondamentale nel nostro corpo,
grazie anche a due proteine chiamate actina e miosina, che
riescono a contrarre e a rilassare i muscoli.
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Uno schema riassuntivo…
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Abbiamo poi misurato i muscoli quando sono rilassati e quando sono contratti.
Misurando la cassa toracica quando è rilassata e quando si allarga per inspirare, la sua circonferenza aumenta.
Per esempio, quando è rilassata misura 74,5 cm, quando si allarga 77 cm. Dopo le misurazioni che abbiamo fatto
possiamo dire che di solito si allarga di circa 2 cm.
Il tricipite aumenta la circonferenza del braccio solitamente di 1 o 2 cm (da 24cm a 26cm, da 26cm a 27cm).
Lezione 4
MODELLI DI MUSCOLI!
Per comprendere meglio il comportamento dei muscoli e delle forza muscolare per svolgere le varie azioni
abbiamo realizzato dei modelli
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Lezione 5
IN EQUILIBRO
Per riuscire a rimanere in equilibrio ho spostato il peso , ho sentito i muscoli della pancia e dell’addome e poi mi
sono aiutata con le braccia
LANCIARE..
Nella palestra abbiamo tracciato una retta lunga 10 m, segnando una stanghetta ogni metro e mezzo metro.
Dopo aver scelto i “lanciatori”, questi si sono messi a sedere all’inizio della linea, e hanno provato a lanciare in
linea retta delle palle mediche da 1, 2 e 5 kg, la prima volta con le braccia tese sopra la testa, la seconda con le
braccia piegate dietro la testa.
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Ecco le varie distanze:
Lanciatore
Lancio delle palle mediche con braccia tese sopra la testa
Distanza palla 1kg
Distanza palla 2kg
Distanza palla 5kg
Francesca
3,80 m
2,50 m
1,90 m
Alessia
4,00 m
3,00 m
2,10 m
Alessandro
5,10 m
3,50 m
2,90 m
Vittorio
3,10 m
2,80 m
2,00 m
Lanciatore
Lancio delle palle mediche con braccia piegate dietro la testa
Distanza palla 1kg
Distanza palla 2kg
Distanza palla 5kg
Francesca
3,50 m
3,00 m
2,00 m
Alessia
4,50 m
3,10 m
1,90 m
Alessandro
6, 10 m
4,50 m
2,70 m
Vittorio
4,20 m
4,00 m
2,10 m
Come mai tirando con le braccia piegate dietro la testa si riesce a lanciare più distante e quindi più forte la palla?
Perché riusciamo a dare alla palla più spinta di quella che le diamo con le braccia tese.
Osservando il movimento che si fa lanciando con le braccia
piegate, possiamo notare che nel momento intermedio le
braccia ritornano tese, per poi lanciare la palla.
Gli addominali, in qualunque modo si tiri la palla, sono i primi
muscoli ad essere interessati, inoltre se tiriamo con le braccia
dietro la testa il nostro baricentro si sposta.
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Dopo aver fatto questa prova abbiamo chiesto ai lanciatori cosa avevano provato.
Hanno risposto che i muscoli delle braccia tiravano, che in particolare il tricipite era molto importante per
questo movimento e anche che lanciando con le braccia piegate sembrava loro di esprimere più energia.
Durante il riscaldamento alcuni lanciatori avevano provato a lanciare la palla dietro la testa con le braccia
piegate, ma con i gomiti larghi. In questo modo la palla passa più bassa una volta lanciata, con i gomiti più chiusi
invece la sua traiettoria è più alta.
SALTARE
Uno alla volta abbiamo saltato prima piegando minimamente le gambe, poi piegandole di più. In questo modo
abbiamo sperimentato che, piegando maggiormente le gambe ( abbiamo osservato l’angolo usando il
goniometro da lavagna )
riusciamo a darci più spinta e quindi a saltare più in alto .
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I nostri muscoli sembrano molle … che accumulano energia…
BRACCIO DI FERRO
Facendo braccio di ferro le due forze sono di uguale direzione, di verso opposto e si sottraggono di intensità,
come nel tiro alla fune.
Per sperimentarlo abbiamo provato a fare proprio tiro alla fune.
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Se le due forze sono di uguale intensità la corda rimane ferma, se una delle persone comincia a tirare
maggiormente l’altra viene tirata verso la persona più forte.
Inoltre con le gambe unite e senza muoversi si perde l’equilibrio e abbiamo minore” forza”
La risultante delle due forze (stessa direzione, verso opposto) è la differenza fra di esse, ha la loro stessa
direzione e il verso della forza maggiore.
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DANZARE
Quando vediamo ballare una ballerina di danza classica ci concentriamo sulla leggerezza e l’armonia ma
osservando la nostra compagna di classe ci siamo accorti del “lavoro” dei muscoli nello stare sulle punte e di
quanta fisica ci sia in una piroetta
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Guardate i video registrati durante le diverse attività soprattutto quello con la tecnica slowmotion!
muscoli, salti, lanci e danza IC Sacchetti.wmv
per scuol.mp4
Lezione 6
FORZA , LAVORO, POTENZA MUSCOLARE
Abbiamo misurato la potenza muscolare utilizzando
- Le scale esterne della scuola ( due rampe)
- Una bilancia
- Un cronometro
- Una cordella metrica
Abbiamo misurato il dislivello con la cordella metrica(s= 3,74m)
Il lavoro muscolare compiuto nel salire le scale è dato dalla forza peso ( in N) per il dislivello (
L= F. s
La forza peso si calcola moltiplicando il peso per 9,8m/s2
F= m.a = m.9,8
La potenza si calcola dividendo il lavoro svolto per il tempo impiegato a salire le scale
P= L/t
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Proviamo la nostra forza e potenza muscolare tutti o quasi…
Raccogliamo i dati
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Rielaboriamo i dati
alunno
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
peso
44
48
49
57
32
39
55
55
59
65
85
42
39
43
tempo
forza
lavoro
potenza
7,19
431,20 1612,69
224,30
6
470,40 1759,30
293,22
5,46
480,20 1795,95
328,93
7,48
558,60 2089,16
279,30
5,42
313,60 1172,86
216,40
5,9
382,20 1429,43
242,28
4,9
539,00 2015,86
411,40
5,67
539,00 2015,86
355,53
4,68
578,20 2162,47
462,07
5,09
637,00 2382,38
468,05
5,96
833,00 3115,42
522,72
6,96
411,60 1539,38
221,18
5,78
382,20 1429,43
247,31
4,21
421,40 1576,04
374,36
Tracciamo i grafici..
Aumentando il peso aumenta proporzionalmente il lavoro
La potenza invece risente della variabile tempo e quindi della velocità e dell’allenamento di ciascuno di noi
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Lezione 7
CAMMINARE O CORRERE, STESSA COSA PER I MIEI MUSCOLI?
Rielaboriamo
camminata
tempo
spazio
(s)
percorso ( m)
1
2
3
4
109,17
146,39
119,5
167
172
263
185
passi
239
247
377
265
Kcal
6,5
6,7
10,2
7,2
corsa
tempo (s)
29,53
39,02
spazio
percorso
(m)
86
79
105
passi
113
150
Kcal
3,3
3
4,1
Il pedometro mette in relazione numero passi e kcal , all’aumentare dei passi aumentano le kcal
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Lezione 9
QUANTA FORZA PER TIRARE UN ETTO?
Abbiamo messo un peso da 100g in una scatola. Abbiamo agganciato un dinamometro 2N max( scala 0,2N) alla
scatola e abbiamo tirato fino a far muovere la scatola. Ecco le foto
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Abbiamo variato il tipo di superficie scegliendo di sistemare la scatola su un tappetino vellutato: per spostare la
scatola con il peso da 100g occorre applicare una forza maggiore!
BIBLIOGRAFIA / SITOGRAFIA
1. G.Flaccavento,N.Romano, Accademia delle scienze, Fabbri ed, vol A, B
2. V.Palmisciano, Biomeccanica della danza e della Ginnastica rittmica, Alfredo Guida editore
3. http://www.scuolamediacoletti.it/laboratori/Scientifico/Potenza%20muscolare.pdf
4. http://www.teachengineering.org/collection/cub_/lessons/cub_biomed/cub_biomed_lesson02_handou
t.pdf
5. http://kidshealth.org/PageManager.jsp?lic=1&ps=107&cat_id=20090&article_set=22888
6. http://kriegerscience.wordpress.com/2010/10/11/a-popsicle-stick-arm/
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