UNITÀ DI APPRENDIMENTO 1 - TIRA E... MOLLA Disciplina di riferimento Disciplina concorrente Argomento/compito/prodotto informatica fisica • Uso del foglio di calcolo • Creazione di una tabella e di un grafico sulla base di misurazioni fisiche laboratoriali Competenze Conoscenze Abilità • Essere in grado di misurare grandezze fisiche • Legge di Hooke • Saper verificare sperimentalmente la legge di Hooke • Essere in grado di utilizzare il foglio di calcolo • Grafico a dispersione • Saper creare tabelle e grafici • Linee di tendenza Questa Unità di apprendimento propone un utilizzo avanzato dei grafici nei fogli di calcolo per interpretare i dati ottenuti da un esperimento condotto nel laboratorio di fisica e suggerisce una riflessione sulle potenzialità di questi ambienti di lavoro che possono supportare lo studio e la comprensione di altre discipline soprattutto scientifiche. FASE 1 : Aula : 1 h : Lezione frontale partecipata : Individuare i concetti significativi e le formule da utilizzare Contesto Durata Metodologia Richiesta LA LEGGE DI HOOKE Le forze Ogni corpo (cioè un oggetto) è sempre sottoposto a una o più forze: applicando una forza a un corpo, questo si muove con una certa velocità e una certa accelerazione; anche quando un corpo è fermo, è sottoposto alla forza di gravità detta anche . Esistono diversi tipi di forze (forza-peso, forza d’attrito, forza elastica ecc.) e ciascuna di esse viene rappresentata matematicamente. forza-peso La forza elastica e la legge di Hooke Se l’estremità di una molla viene fissata a un muro, applicando una forza all’altra estremità, per esempio tirando o spingendo con la mano, la molla si allunga oppure si accorcia. La legge di Hooke afferma che una molla soggetta a una forza subisce una deformazione direttamente proporzionale all’intensità della forza applicata: Δ dove: = forza, espressa in newton (N); Δ = deformazione, espressa in metri (m); = costante elastica, che dipende dal tipo di materiale con cui è stata realizzata la molla e dal numero di spire che la compongono, espressa in N/m. F = k · L F L k Se la lunghezza della molla a riposo è e la lunghezza della molla a seguito dell’applicazione della forza è , allora l’allungamento (o l’accorciamento) della molla è: Δ L 0 L 1 L = L 1 – L 0 Misura delle forze: il dinamometro Per misurare le forze si può usare il , uno strumento costituito da una molla generalmente inserita all’interno di un cilindro trasparente sul quale è indicata una scala graduata. Un’estremità della molla è fissata al cilindro mentre l’altra è libera di allungarsi nella direzione in cui viene applicata la forza. Dalla misura dell’allungamento si può ricavare la forza applicata. dinamometro FASE 2 : Laboratorio di fisica : 1 h : Lavoro di gruppo : Comprendere l’argomento dell’esperimento e utilizzare adeguatamente gli strumenti fisici disponibili Contesto Durata Metodologia Richiesta ESPERIMENTO E RACCOLTA DEI DATI La legge di Hooke può essere verificata sperimentalmente mettendo in relazione l’allungamento di una molla e il peso che causa l’allungamento, che viene aumentato progressivamente e in maniera costante. Lo strumento di misura utilizzato è composto da un’asta millimetrata (per esempio un righello) di portata 300 mm e sensibilità 1 mm.