Il Laboratorio del piccolo Fisico
Il Laboratorio del piccolo Fisico
Obiettivi:
1.
2.
3.
4.
stimolare la curiosità per il mondo che ci circonda;
stimolare il gioco e il divertimento nel “fare
esperimenti insieme”;
stimolare il ragionamento causa-effetto;
accrescere la comprensione e la conoscenza del
mondo che ci circonda, nei campi della chimica,
meccanica e termodinamica (con sezioni particolari
sull’aria e sull’acqua), ottica e suono,
elettromagnetismo;
Metodologia:
da completare
Materiale d’Apparato:
da completare
Bibliografia:
“I perché della scienza”, 100 esperimenti interessanti
per scoprire i segreti della materia, di Judith Hann,
edizione Dorling Kindersley
Il Laboratorio del piccolo Fisico
PAROLE CHIAVE
ATOMI E MOLECOLE;
STATO SOLIDO, LIQUIDO E GASSOSO;
TUTTO SI TRASFORMA: REAZIONI CHIMICHE;
CORPO, SPAZIO, TEMPO E VELOCITA’;
VELOCITA’ COSTANTE E ACCELERAZIONE;
FORZA E MASSA;
Il Laboratorio del piccolo Fisico
Quaderno del piccolo fisico
Nome:
Cognome:
Classe:
Nome d’arte:
Il Laboratorio del piccolo Fisico
21/10/03
Come è fatto il mondo che mi circonda?
Le cose che vedo ogni giorno sono fatte di MATERIA.
La materia è fatta di ATOMI come una casa è fatta di
mattoni.
La materia si può trovare in TRE possibili STATI:
STATO SOLIDO: gli atomi sono legati stretti stretti tra
di loro e si possono muovere poco.
Esempi:
STATO LIQUIDO: gli atomi sono ancora legati tra loro,
ma possono scorrere, scivolare e muoversi di più.
Esempi:
STATO GASSOSO: gli atomi sono liberi di andare dove
vogliono e corrono all’impazzata!!!
Esempi:
(chimica: materia e atomi; gli stati della materia)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
28/10/03
Le Reazioni Chimiche
NULLA SI CREA,
NULLA SI DISTRUGGE,
MA TUTTO SI TRASFORMA.
Cosa si scioglie nell’acqua?
Se prendo il sale e lo butto nell’acqua, cosa succede?
E con lo zucchero? E l’olio? E la farina?
Perché alcune sostanze messe insieme si trasformano e
altre rimangono uguali?
Le sostanze sono fatte di ATOMI messi insieme in un
certo modo: sono le MOLECOLE, che sono gruppetti di
atomi ben legati tra loro.
Ci sono le molecole dello zucchero, le molecole del sale, le
molecole dell’acqua.
MA SOLO CERTI TIPI DI MOLECOLE SI LEGANO
BENE TRA LORO, MENTRE ALTRI NO.
Esempio: l’olio e l’acqua non si vogliono bene.
(chimica: principio di Lavoisier, le trasformazioni in soluzione acquosa; le molecole e le varie sostanze)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
04/11/03
Le Reazioni Chimiche 2
ESPERIMENTO:
UN VULCANO IN MINIATURA
Materiale occorrente:
una bottiglietta di plastica come camino e cratere;
una vaschetta grande di plastica come base;
aceto, bicarbonato di sodio per l’eruzione;
colorante alimentare o inchiostro rosso per la lava;
tanta sabbia per fare il vulcano;
imbuto, tovaglioli, paletta per la sabbia.
Metodo di esperimento:
riempite per metà la bottiglietta di plastica con il bicarbonato di sodio;
appoggiate il tutto sulla vaschetta e fate un vulcano di sabbia lasciando
libera la bocca della bottiglietta; mescolate l’aceto con il colorante rosso
e versatelo dentro la bocca del vulcano.
PRONTI PER L’ERUZIONE?
Domande:
Cosa succede e perché?
L’aceto e il bicarbonato si vogliono bene?
Dove sono finiti e cosa è rimasto sulle
sponde del vulcano?
(chimica: reazione aceto-bicarbonato di sodio, cenni di vulcanologia)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
11/11/03
COSA E’ IL MOVIMENTO?
Osservare il mondo
SPAZIO: UNO IMMENSO SCATOLONE.
OGNI CORPO HA LA SUA POSIZIONE.
Dove si trovano i corpi rispetto a me?
TEMPO:
UN FIUME CHE SCORRE SEMPRE.
Quanto tempo è passato da…?
VELOCITA’: LA POSIZIONE CAMBIA NEL TEMPO
LA MISURA DEL MOVIMENTO.
Quante sedie raggiungo in 3 secondi?
Quanto tempo passa per raggiungere 10 sedie?
Misurare il mondo
ESPERIMENTO: GARA DI VELOCITA’
Serve un righellone gigante (una fila di sedie)
e un’orologio a cronometro (o un tamburo con le mani).
Cosa vuol dire essere più veloce del tuo amico?
(meccanica, studio del moto: cinematica, nozioni di spazio, tempo, velocità di un corpo, misura della velocità)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
18/11/03
Cosa succede se un corpo ha
VELOCITA’ COSTANTE?
LA POSIZIONE CAMBIA NEL TEMPO
IN MODO COSTANTE.
Se raggiungo tre sedie in due secondi allora raggiungerò
sei sedie in quattro secondi, e così via!
ESPERIMENTO1 “FAST & FURIOUS”:
fare un righello con delle macchinine ferme e lanciarne
una a velocità costante. Misurare con un orologio a
cronometro quanto tempo impiega a raggiungere tre
macchine.
Cosa è l’ACCELERAZIONE?
UN CORPO ACCELERA QUANDO CAMBIA LA SUA
VELOCITA’ NEL TEMPO.
Se prima raggiungevo tre sedie in due secondi e poi
accelero, allora raggiungerò sei sedie in meno di
quattro secondi, e così via, sempre PIU’ VELOCE!!!
Se aumento la velocità accelero, se la diminuisco rallento.
ESPERIMENTO2 “FAST & FURIOUS”:
Dopo aver lanciato l’auto a velocità costante, dargli un
colpetto per accelerarla e misurare i tempi con l’orologio.
(meccanica, studio del moto: cinematica, velocità costante, accelerazione)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
25/11/03
LE LEGGI DI NEWTON
LA PRIMA LEGGE
Un corpo sta fermo o viaggia a velocità costante finché
non si applica una FORZA che gli fa cambiare la velocità.
Cosa è una forza?
È una SPINTA che viene data al corpo, che gli fa cambiare la velocità, che
lo accelera o lo rallenta.
Ora conosciamo due tipi di FORZE che vedremo meglio in futuro:
la forza di GRAVITA’ ci attira verso il basso, ci fa stare attaccati al
terreno e fa cadere i corpi a terra se li lanciamo in aria;
la forza di ATTRITO c’è quando due corpi si toccano e si sfregano tra di
loro, ad esempio tra le nostre scarpe e il terreno, e si oppone al moto.
Per vedere la prima legge dobbiamo vincere queste due forze! Come?
ESPERIMENTO 1
Facciamo un cuscino d’aria aerostatico!
Serve un palloncino grande e una bottiglia di plastica senza tappo e tagliata un po’
sopra della metà. Gonfiate il palloncino e attaccatelo al collo della bottiglia tenendo il
fondo aperto contro il tavolo. Lasciate la bottiglia: il palloncino dovrebbe creare un
cuscinetto di aria tra la bottiglia e il tavolo. Ora spingetelo lievemente: viaggerà senza
problemi sul tavolo!
ESPERIMENTO 2
Una pattinata sul ghiaccio…
Ha nevicato. Cosa succede se correte sulla strada ghiacciata e poi vi lasciate andare
con le ginocchia a terra? Non vi fermate più! Oggi non ha nevicato e allora dobbiamo
arrangiarci un po’… Prendiamo un corpo pesante (il pattinatore), ricopriamo con un po’
di olio o detersivo (ghiaccio) il tavolo o il pavimento (terreno) e lanciamo il pattinatore
sul ghiaccio. Non si fermerà più finché non lo fermiamo noi!
(meccanica, studio del moto: dinamica, prima legge di Newton, concetto di forza)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
02/12/03
LE LEGGI DI NEWTON
LA SECONDA LEGGE
Più forte è la forza che si applica al corpo più tanto
cambia la sua velocità.
Inoltre se applico la stessa forza a due corpi di MASSA
diversa, quello con massa minore cambia più tanto la sua
velocità.
Cosa è la massa?
È una proprietà speciale di un corpo. Un corpo che ha tanta massa vuol
dire che ha poca voglia di cambiare la sua velocità.
La massa è la NON VOGLIA un corpo di cambiare la sua velocità, cioè di
accelerare, rallentare o iniziare a muoversi se parte da fermo.
Esempi: Noi abbiamo una massa. Se ci pesiamo sulla bilancia la forza di
gravità che ci attira verso il basso è la stessa per tutti e chi pesa di più
vuol dire che ha più massa!
Una persona magra (poca massa) fa meno fatica (meno forza) per alzarsi o
scattare o fermarsi (cambiare la sua velocità).
ESPERIMENTO
LA MOLLETTA LANCIA-PROIETTILI...
Stessa forza, masse diverse: chi arriva più lontano?
Serve una molletta per stendere i panni, una matita che tiene aperta la bocca della
molletta e fa da “grilletto” quando la togliamo, e tanti corpi di massa diversa a piacere.
Premendo sul tavolo con il dito al centro della molletta teniamola ferma sul tavolo.
Mettiamo la matita “grilletto” in bocca alla molletta, così che le sue “gambe”
rimangano chiuse. Appoggiamo i due corpi accanto alle gambe, pronti per il colpo?
…Stacchiamo la matita “grilletto” e PAM! vediamo chi arriva più lontano!
Notiamo che il corpo di massa minore arriva più lontano.
(meccanica, studio del moto: dinamica, seconda legge di Newton, concetto di massa inerziale)
Il Laboratorio del piccolo Fisico
09/12/03
LE LEGGI DI NEWTON
LA TERZA LEGGE
Ad ogni AZIONE corrisponde una REAZIONE uguale e
contraria. O meglio: ad ogni forza applicata da un corpo
su un altro corrisponde una forza uguale applicata
dall’altro corpo sul primo.
Esempi: Se io spingo te in realtà anche tu spingi me con la stessa forza! Se un cavallo
spinge in avanti un sasso legato con una corda, allora anche il sasso si oppone al cavallo
con una forza uguale ma opposta (infatti la corda rimane tesa per questo).
ESPERIMENTO (da fare con i genitori e all’aperto)
COSTRUIAMO UN RAZZO VOLANTE!!!
Vi piacerebbe viaggiare nello spazio con uno shuttle? Oggi facciamo una razzo volante
grazie alla terza legge di Newton! Ingredienti: una bottiglietta di plastica (sarà il
nostro razzo, corpo di azione), un tappo di sughero (corpo di reazione) che si incastri
bene ma non troppo con la bottiglia, una pompa d’aria (“il carburante”) per biciclette
con tubetto di collegamento, un ago per gonfiare i palloni, trapano a
mano (o un ago lungo) per bucare il tappo, una base (la rampa di lancio)
fatta di legno o di cartone per far star in verticale e al rovescio il
nostro razzo!
Allora: prendete la bottiglia e riempitela per un terzo di acqua (così la
massa del razzo è maggiore e la spinta è molto più potente), tappatela
con il tappo bucato e infilate l’ago, attaccato alla pompa con il tubetto,
nel buco del tappo di sughero. Preparate il razzo sulla rampa di lancio e
iniziate a pompare (tre o quattro volte basterà)… la pressione nella
bottiglia aumenterà in modo da far saltare il tappo e lanciare lontano in aria il razzo!!!
IMPORTANTE: Non state sopra la bottiglia prima che parta o vi arriva in faccia!
(meccanica, studio del moto: dinamica, terza legge di Newton o legge di azione e reazione)
