I.T.I.S. “E. Mattei” Isernia
Numero Unico • Maggio 2011
FOCUScuola
Speciale dall’Open Day
EDITORIALE
Com’è nata questa rivista?
Ogni anno, in occasione
dell’open day, le giornate in
cui la scuola si apre alle famiglie degli studenti, vengono realizzati dagli alunni delle seconde classi alcuni exhibit per le discipline sperimentali di scienze, chimica e
fisica; gli exhibit sono dispositivi sperimentali che in maniera semplice e immediata
permettono l’approccio al fenomeno scientifico a cui si
riferiscono.
Quelli costruiti dagli allievi
vengono poi presentati per
spiegarne il funzionamento e
il relativo principio scientifico. Il materiale raccolto è stato pubblicato in questa rivista
sia per testimoniare il lavoro
svolto che per avvicinare i
nostri coetanei in modo divertente alla scienza.
Non sempre è facile coinvolgere gli allievi nello studio
delle discipline scientifiche
perché esse vengono ritenute
di difficile comprensione e
perché il loro studio richiede
molto tempo.
Questa rivista si pone come
obiettivo di poter parlare a
tutti di scienza in modo semplice ma rigoroso.
— Il Direttore
Matteo Del Vecchio
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SOMMARIO
Curiosità
Stranezze e curiosità
pag. 4
Notizie, curiosità e stranezze sulla scienza nel mondo quotidiano
Passatempi
Anche con la scienza ci si diverte!
pag. 5
Giochi e rompicapo per scoprire e studiare la fisica
Exhibit
Ho perso la bussola...
pag. 6
Capire il comportamento e il principio delle bussole per poi sconvolgerlo
Exhibit
Oggi mi sento carico...
pag. 8
Trasformare il nostro corpo in un ponte elettrico e creare un circuito elettrico
Exhibit
Attrazione e repulsione… nei fili
pag. 10
Comportamento di due fili percorsi da corrente
Exhibit
Vedo il mondo a rovescio!
pag. 12
Immagine prodotta da uno specchio concavo
Exhibit
Il ciclo dell’acqua
pag. 14
Sistema Terra in miniatura
Passatempi
Anche con la scienza ci si diverte!
pag. 15
Giochi e rompicapo per scoprire e studiare la chimica
FOCUScuola Speciale Open Day
Direttore: Matteo Del Vecchio
Collaboratori e Redattori: Diego Varone, Nicandro Simeone
Photo Editor: Prof. Nicola De Crescenzo
Editore: I.T.I.S. “E. Mattei” Isernia
Tutto il materiale, foto, immagini e articoli, è frutto del lavoro degli allievi delle
seconde classi coordinati dai docenti L. G. Carnevale, A. Piccirillo, M. A. Celli.
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CURIOSITÀ
Cubo di Rubik
Chi non conosce il famoso
cubo di Rubik? Inventato
dal professore di architettura e scultore ungherese
Ernő Rubik, è oggi uno
dei rompicapo più gettonati ma anche il più venduto
al mondo. Risolverlo non è
certamente semplice ma ci
sono persone che riescono
in pochi secondi o addirittura ad occhi chiusi! Il cubo per eccellenza è quello
da 3x3 quadrati per faccia
ma sono state create anche
versioni più semplici come
quello da 2x2 per faccia o
versioni molto più complesse che arrivano ad ave-
re 7x7 quadrati per faccia
o anche 11x11. Secondo
alcune ricerche, si potrebbe arrivare alla risoluzione
di un cubo da 3x3 con un
massimo di 20 mosse. Ad
oggi nessuno è riuscito a
raggiungere questo traguardo e il record mondiale per numero di mosse è
22.
A proposito di record…
Ogni anno vengono organizzate competizioni, principalmente grazie alla
World Cube Association.
Durante queste gare può
capitare che vengano battuti più record nella stessa
giornata. Il campione mondiale è un quindicenne australiano, Feliks Zemdegs,
che vanta il tempo di 6,65
secondi per la risoluzione
del cubo!
→ http://is.gd/fAkfNz
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Orizzontali:
3. Atomi non neutri - 6. Energia
scambiata o prodotta per ogni secondo - 8. Uno degli effetti della massa 10. Da percorrere ma può essere elettrico - 12. Possono essere dello stesso
tipo o di tipo opposto e si attirano o si
respingono - 14. Unità di misura della forza - 15. Prodotto da una forza in
un certo tempo - 18. Può essere perfetto - 22. Provoca una variazione di
velocità - 23. Una delle forme di trasmissione dell'energia - 26. Fenomeno che ha a che vedere con le… cariche - 28. Tipo di energia legata al
movimento - 29. Nella rete elettrica
in Italia vale 50 Hz - 32. Unità di misura della potenza - 33. Strumento di
misura della corrente elettrica - 35.
Iniziali di Celsius - 37. Forza per unità di superficie - 38. Famosi quelli di
stato - 39. Nome che prese Thomson
divenuto lord
Verticali:
1. Iniziali di Pascal - 2. Quella elettrica rappresenta un ostacolo al passaggio delle cariche - 4. Possono essere
elastici ed anelatici - 5. Si usava come unità di misura della pressione in
meteorologia - 7. In genere se lo è
elettricamente lo è anche e termicamente - 9. Sistema Internazionale di
misura - 11. Dà il nome a due famose
leggi sull'elettricità - 13. Parte delle
fisica che studia i fenomeni termici 16. Fenomeno che permette di far
passare una cordicella attraverso una
barra di ghiaccio senza spezzarla 17. Lampada elettrica in un circuito 19. Iniziali di Avogadro - 20. Una
delle grandezze fondamentali in
PASSATEMPI: FISICA
N. Ionata
fisica - 21. Unità di misura del
potenziale - 24. Padre del metodo sperimentale - 25. Lo sono tra loro i conduttori percorsi da corrente che si attirano o
respingono reciprocamente -
27. Modalità di collegamento
tra due resistenze che ha come
resistenza equivalente la loro
somma - 30. Una delle caratteristiche delle grandezze vettoriali - 31. Unità di misura della
capacità di un condensatore 34. E’ così chiamata la forza
che ci tiene" legati "alla terra 36. Differenza di potenziale
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DOSSIER EXHIBIT
Scheda Tecnica
Cosa si vede?
L’effetto magnetico prodotto
dalla corrente che attraversa
un filo e la deviazione di piccoli aghi magnetici.
Materiali
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Piano di compensato
Fili elettrici a coccodrillo
Sostegni
Bussole
DOSSIER EXHIBIT
Con l’ausilio di questo exhibit si potrà capire il
principio di funzionamento delle bussole. Queste vengono utilizzate per orientarsi, visto che
puntano sempre verso il Nord. Ma come fanno
ad orientarsi sempre verso lo stesso punto? Ciò
accade a causa del magnetismo e del campo magnetico terrestre. La Terra si comporta come una
grande calamita con un polo nord e un polo sud.
Il magnetismo è un fenomeno strettamente collegato all’elettricità, infatti uno degli effetti che
produce la corrente elettrica è quello magnetico,
oltre a quello termico e chimico, e tramite esso è
possibile ricreare un campo magnetico. Nel nostro caso vedremo come le bussole possano essere influenzate da un campo magnetico in modo da impedirgli di rivolgersi verso il Nord. Un
oggetto attraversato da energia elettrica può, a
sua volta, generare un campo magnetico.
Il filo elettrico collegato a un generatore di tensione continua fa al caso nostro e intorno ad esso, su un piano di compensato, sono state distribuite delle bussole. In condizioni normali possiamo vedere che queste ultime sono tutte rivolte verso un’unica direzione, ovvero verso il
Nord della Terra.
Appena facciamo passare corrente nel filo elettrico, le bussole si comportano in modo diverso.
In presenza di un campo magnetico si creano
delle linee immaginarie, le linee di forza, che
vengono utilizzate per indicare l’intensità del
campo in un determinato punto o anche per descrivere l’andamento dello stesso. Nel caso di
un filo elettrico, le linee di forza che si generano
sono dei cerchi concentrici che partono dal filo
verso l’esterno, aumentando di raggio. La loro
direzione cambia in modo da allinearsi secondo
delle linee tangenti al filo. Cambiando oggetto e
quindi le linee di forza è possibile ottenere risultati diversi come un campo magnetico più amplificato, per esempio con un solenoide o avvolgendo un filo elettrico intorno ad un pezzo di
metallo.
• In alto schema di funzionamento del dispositivo
• Nella pagina a lato foto del dispositivo realizzato
Autori dell’exhibit e dell’articolo:
Adamo Ben Saad, Matteo Del Vecchio, Manuel Scioli, Nicandro Simeone, Alessandro Tedeschi, Diego Varone.
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Scheda Tecnica
L’exhibit mostrato durante il suo funzionamento. Guardando l’amperometro
è possibile notare l’ago che indica un
passaggio di corrente elettrica in corso.
Cosa si vede?
Mettendo una mano su ogni
piastra notiamo lo spostamento
dell’ago del microamperometro
che segnala passaggio di corrente.
Materiali
Piastra di rame
Piastra di alluminio
Microamperometro
Cavetti conduttori
Pinze a coccodrillo
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La foto rappresenta la struttura
dell’exhibit; in questo caso, il circuito elettrico è aperto perché non è presente nessun
collegamento diretto tra le due piastre.
DOSSIER EXHIBIT
Toccando con le mani le due piastre il sudore
su di esse facilita il passaggio di corrente per
la presenza di ioni. Il ponte salino chiude il
circuito formato dai cavetti e
dall’amperometro; la mano che tocca la piastra di rame attira le cariche negative
(elettroni) lasciandovi cariche positive; la mano che tocca la piastra di alluminio cede le cariche negative.
Si crea così un flusso di corrente elettrica.
Gli elettroni in eccesso sulla piastra di alluminio fluiscono attraverso il microamperometro
per raggiungere la piastra di rame e, contemporaneamente, gli elettroni attirati dalla mano
che tocca la piastra di rame giungono attraverso il nostro corpo a quella che tocca la piastra
di alluminio.
Finche le reazioni sono in corso, le cariche
continuano a fluire e lo strumento rileva una
corrente elettrica.
Autori dell’exhibit e dell’articolo: Simone Di Salvo, Donato Lombardi, Mauro Scarselli.
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DOSSIER EXHIBIT
Scheda Tecnica
Cosa si vede?
Le sottili strisce di alluminio si attirano e si
respingono a seconda del verso della corrente che le attraversa.
Materiali
Alimentatore da 25V - 2A
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Cavi elettrici
Pinze a coccodrillo
Sostegni
Nastro adesivo
Foglio di alluminio per alimenti
DOSSIER EXHIBIT
Una corrente elettrica
che passa in un filo genera intorno ad esso un
campo magnetico. Se
vengono messi l’uno
vicino all’altro due fili
percorsi da corrente, il
campo magnetico generato da ogni filo esercita
una forza sulla corrente
nell’altro. I fili o si respingono o si attraggono.
Collega i poli della batteria agli estremi della
striscia mediante i due
fili. Vedrai la parte discendente e la parte ascendente del laccio di
alluminio respingersi a
vicenda. Poi verificare
che la repulsione è tanto
maggiore quanto più vicino hai messo- ripetiamo: senza farli toccaregli estremi della striscia.
Ora sovrapponi un estremo del laccio
all’altro, in modo tale
che tra essi vi sia un
buon contatto elettrico.
Collega uno fili un polo
della batteria agli estremi così sovrapposti, poi
avvicina la pinza
dell’altro filo al fondo
del laccio e toccalo per
un attimo. Prima del
tocco abbi cura di separare i due lati del laccio.
Nota che, non appena
passa la corrente, un lato attrae l’altro.
Le forze prodotte sulla
striscia di alluminio
sono piccole, perché la
corrente che vi passa è
anch’essa piccola. Correnti più intense producono forze maggiori.
1
1
In queste immagini è
rappresentato lo schema
del circuito nelle due
situazioni. Nel caso 1, le
due strisce sono disposte in serie e la corrente
passa in esse in modo
“antiparallelo”; nel caso
2, le due strisce sono
collegate in parallelo e
la corrente in esse è dello stesso verso.
2
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Autori dell’exhibit e
dell’articolo:
Gianni Onorato, Andrea
Tartaglia, Grbic Zeljko.
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DOSSIER EXHIBIT
Autori dell’exhibit e dell’articolo:
Gabriele Calderoni, Antony Califano, Marco Iannetti, Alessandro Muccio, Davide Placella, Fernando Viccione.
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DOSSIER EXHIBIT
Scheda Tecnica
Cosa si vede?
Si ha l’impressione di vedere
la lampadina sul portalampada
situato sulla parte superiore
della camera all’esterno di essa.
Materiali
Montare un dispositivo come quello in figura avendo cura che i portalampade avvitati
all’interno e all’esterno della camera siano
identici; accendere la lampadina e rivolgere
l'apertura della camera verso lo specchio.
Mettere la lampadina ad una certa distanza
dallo specchio sferico concavo.
Dopo aver sistemato lo specchio ad una distanza di due lunghezze focali dalla lampadina questo produrrà un’immagine capovolta della lampadina nello spazio ad esso anti-
Lampadina
Portalampade
Cavo elettrico
Camera nera
Lente concava
Sostegni
Pannello nero
stante.
In un ambiente completamente oscuro l'illusione che la lampada si trovi nella parte superiore della camera, ed esterna ad essa, ha
un effetto suggestivo.
L’immagine si ottiene dai raggi riflessi dallo
specchio secondo lo schema riportato in figura.
Si ottiene un effetto maggiore rivestendo la
camera di velluto nero per evitare il riflesso
della lampada.
• In alto è rappresentato lo schema dell’exhibit dove si evidenzia come avviene la formazione
dell’immagine riflessa.
• Nella pagina a lato è raffigurato l’exhibit durante il suo funzionamento.
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Autori dell’exhibit e dell’articolo: Matteo Avicolli, Arianna D’Agostino, Stefano Dalla Palma, Gianluca Venditti.
Gli ecosistemi terrestri sono
costantemente interessati da
cicli di materia chiamati cicli
biogeochimici, che coinvolgono le componenti abiotiche e
quelle biotiche. I cicli più importanti sono il ciclo
dell’acqua, il ciclo del carbonio e il ciclo dell’azoto.
Per la rappresentazione del ciclo dell’acqua in un laboratorio
occore prima di tutto ricreare
le condizioni necessarie per far
si che il ciclo possa instaurarsi.
In un barattolo ermetico trasparente vengono messe delle
piantine, dei sassolini e l’acqua
e questo viene costantemente
illuminato da una lampada.
Così facendo è stato ricreato il
sistema Terra dove l’acqua rappresenta l’idrosfera, i sassolini
la litosfera, le piantine la biosfera, l’aria contenuta nel barattolo, l’atmosfera e la lampada il sole. Una cosa importante
è che nel passaggio tra gli stati
di aggregazione, la massa
dell’acqua si mantiene pressoché costante quindi, attraverso
una bilancia di precisione, viene pesato il barattolo prima e
dopo l’inizio del ciclo.
L’esposizione prolungata del
barattolo alla luce della lampada fa evaporare l’acqua che si
deposita sulla parte alta sotto
forma di vapore. Attraverso del
ghiaccio secco posto sul barattolo, dall’esterno, il vapore
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presente all’interno comincia
la condensazione fino a formare le gocce d’acqua che costituiscono la pioggia all’interno
del nostro sistema. Andando
nuovamente a pesare il barattolo è possibile notare che la
massa non è cambiata. Il vapore acqueo presente nel barattolo deriva anche dalla traspirazione della piantina, un processo molto importante, che avviene a livello della fogli, infatti l’acqua viene accumulata
nei tessuti di ogni organismo
man mano che si procede lungo la catena alimentare finchè
questa non ritorna al suolo,
quando l’organismo muore.
PASSATEMPI: CHIMICA
D. Lombardi - M. Scarselli
Orizzontali:
1. Particella subatomica priva
di carica - 5. Simbolo del Magnesio - 6. Unisce due atomi 9. Spazio intorno al nucleo in
cui si trovano gli elettroni 10. L’unità più piccola ed indivisibile della materia - 12.
Simbolo del Tantalio - 13. Sostanza corrosiva - 14. Sostanze derivate dagli idrocarburi
aromatici - 17. Si separa con
la cromatografia dalla clorofilla - 19. Simbolo del Nobelio - 21. Scambio di calore 23. Trasforma i reagenti in
prodotti - 24. Isotopo del Carbonio - 26. Elettrodo sul quale
avviene l’ossidazione - 27.
Elettrodo sul quale avviene la
riduzione - 30. Ha come numero atomico 22.
Verticali:
1. Gas nobile - 2. Isotopo
dell’Idrogeno - 3. Sostanza
semplice che non si può decomporre - 4. Simbolo del
Calcio - 5. Ha come formula
CH4 - 7. Aeriforme a temperatura ambiente - 8. Occupa
uno spazio e possiede una
massa - 11. Particella formata
da due o più atomi - 13. Elemento presente nella molecola dell’amminoacido - 14. Una porzione omogenea di un
sistema termodinamico - 15.
Prime due lettere del numero
atomico dell’ossigeno - 16.
Simbolo dell’Indio - 17. E’ al
tornasole - 18. Era usato come
anestetico - 20. Sostanza di
riserva dei vegetali - 22. Si
indica con CD - 25. Ha come
simbolo Au - 28. Iniziali di
Mendeleev - 29. Simbolo del
Bario
FOCUScuola Speciale Open Day | 15
Le due foto in alto ritraggono due tra gli exhibit prodotti nello scorso anno; al centro i Focus Group nei
laboratori di fisica e chimica durante le giornate del Piano Insegnare Scienze Sperimentali (ISS); la foto
in basso a sinistra ritrae il nostro istituto; la foto in basso a destra ritrae un momento dello spettacolo
dell’Open Day di quest’anno.
