Deformazione e legge di Hooke
Esperimento 1 : Allungamento di un elastico
Descrizione delle attività
(A) Scopo dell’esperimento
(B)
Strumenti e materiali didattici
(C) Presentazione dell'esperimento
D) Prime osservazioni e congetture
(E) Interazione con l’esperimento
(F) Conclusione dell’esperimento
Scheda per lo studente
1) Qual è lo scopo dell’esperimento a cui stai per assistere e partecipare? (A)
2) Cosa succede quando applichiamo una forza? (A)
3) Il peso è una forza? (A)
Scheda per lo studente
1) Qual è lo scopo dell’esperimento a cui stai per assistere e partecipare? (A)
2) Cosa succede quando applichiamo una forza? (A)
3) Il peso è una forza? (A)
4) Se hai a disposizione due oggetti e il dispositivo descritto come potresti stabilire se i due oggetti hanno lo stesso peso? (B)
Scheda per lo studente
1) Qual è lo scopo dell’esperimento a cui stai per assistere e partecipare? (A)
2) Cosa succede quando applichiamo una forza? (A)
3) Il peso è una forza? (A)
4) Se hai a disposizione due oggetti e il dispositivo descritto come potresti stabilire se i due oggetti hanno lo stesso peso? (B)
5) Fai delle previsioni sul possibile risultato dell’esperimento. (C)
Scheda per lo studente
1) Qual è lo scopo dell’esperimento a cui stai per assistere e partecipare? (A)
2) Cosa succede quando applichiamo una forza? (A)
3) Il peso è una forza? (A)
4) Se hai a disposizione due oggetti e il dispositivo descritto come potresti stabilire se i due oggetti hanno lo stesso peso? (B)
5) Fai delle previsioni sul possibile risultato dell’esperimento. (C)
6) Cosa pensi che succeda se mettiamo all’interno del secchiello prima un solo pesetto e dopo due? Noti differenze, se si da cosa dipendono? (D)
7) Se invece avete elastici diversi e vi applicate stessi pesetti, si ottiene lo stesso risultato? Cercate di dare una motivazione intuitiva. (D)
8) Riportate i valori misurati sulla seguente tabella (D)
e successivamente sul grafico
9) Esaminare il grafico trovato e dedurre se una relazione tra forza peso e
allungamento.
(D)
Scheda per lo studente
1) Qual è lo scopo dell’esperimento a cui stai per assistere e partecipare? (A)
2) Cosa succede quando applichiamo una forza? (A)
3) Il peso è una forza? (A)
4) Se hai a disposizione due oggetti e il dispositivo descritto come potresti stabilire se i due oggetti hanno lo stesso peso? (B)
5) Fai delle previsioni sul possibile risultato dell’esperimento. (C)
6) Cosa pensi che succeda se mettiamo all’interno del secchiello prima un solo pesetto e dopo due? Noti differenze, se si da cosa dipendono? (D)
7) Se invece avete elastici diversi e vi applicate stessi pesetti, si ottiene lo stesso risultato? Cercate di dare una motivazione intuitiva. (D)
8) Riportate i valori misurati sulla seguente tabella (D)
e successivamente sul grafico
9) Esaminare il grafico trovato e dedurre se una relazione tra forza peso e
allungamento.
(D)
10) L’elastico è cosi chiamato perché è un corpo elastico? (E)
11) Cosa succede, in termini di allungamento, se prendiamo due elastici di uguale lunghezza e diverso spessore? (E)
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Scheda per il docente
(A) Lo scopo dell’esperimento è di studiare la relazione tra l’allungamento di un elastico e la forza peso ad esso applicata.
E confrontare il comportamento dell’elastico con quello della molla.
Scheda per il docente
(A) Lo scopo dell’esperimento è di studiare la relazione tra l’allungamento di un elastico e la forza peso ad esso applicata.
E confrontare il comportamento dell’elastico con quello della molla.
(B) Il docente introduce il dispositivo che permette di fare tale studio: un asta con base di legno che, nella sua parte superiore, su facce opposte presenta due piccoli bracci metallici con un anello all’estremità, a cui viene agganciata un elastico, e a quest’ultimo un secchiello (come mostrato in figura). Il docente attacca sulle facce opposte un foglio di carta millimetrata per segnare gli allungamenti dell’elastico. Inoltre si hanno a disposizione diversi elastici e vari pesetti uguali.
Scheda per il docente
(A) Lo scopo dell’esperimento è di studiare la relazione tra l’allungamento di un elastico e la forza peso ad esso applicata.
E confrontare il comportamento dell’elastico con quello della molla.
(B) Il docente introduce il dispositivo che permette di fare tale studio: un asta con base di legno che, nella sua parte superiore, su facce opposte presenta due piccoli bracci metallici con un anello all’estremità, a cui viene agganciata un elastico, e a quest’ultimo un secchiello (come mostrato in figura). Il docente attacca sulle facce opposte un foglio di carta millimetrata per segnare gli allungamenti dell’elastico. Inoltre si hanno a disposizione diversi elastici e vari pesetti uguali.
(C) Si chiede, alla classe, di fare delle previsioni.
Scheda per il docente
(A) Lo scopo dell’esperimento è di studiare la relazione tra l’allungamento di un elastico e la forza peso ad esso applicata.
E confrontare il comportamento dell’elastico con quello della molla.
(B) Il docente introduce il dispositivo che permette di fare tale studio: un asta con base di legno che, nella sua parte superiore, su facce opposte presenta due piccoli bracci metallici con un anello all’estremità, a cui viene agganciata un elastico, e a quest’ultimo un secchiello (come mostrato in figura). Il docente attacca sulle facce opposte un foglio di carta millimetrata per segnare gli allungamenti dell’elastico. Inoltre si hanno a disposizione diversi elastici e vari pesetti uguali.
(C) Si chiede, alla classe, di fare delle previsioni.
(D) Il passo successivo è far prendere una serie di misurazioni ai ragazzi. Il docente fa prima notare che quando un oggetto viene agganciato all’elastico si originano delle oscillazioni, ovvero l’elastico si allunga e si accorcia ripetutamente. Tale movimento oscillatorio, a volte, si protrae a lungo e si è costretti a bloccarlo con la mano. Quando il sistema elastico-oggetto è fermo, si ha una situazione di equilibrio e questa si realizza quando sull’oggetto agiscono due forze di uguale intensità: il peso e la forza elastica della molla. Se l’oggetto non fosse attaccato all’elastico su di esso non agirebbe la forza elastica , ma solo la forza peso; in tal caso l’oggetto cadrebbe e non sarebbe in equilibrio. È proprio nella situazione di equilibrio che vengono effettuate le misurazioni degli allungamenti. Dapprima viene riportato su carta millimetrata la lunghezza a riposo, cioè la lunghezza dell’elastico quando non vi è applicato alcun peso (solo il peso del secchiello). Successivamente si mettono nel secchiello oggetti dello stesso peso, aggiungendoli uno alla volta, e si segnano i rispettivi allungamenti poi si tolgono i pesi, uno alla volta, segnando i rispettivi accorciamenti. Il docente chiede di riportare i valori trovati in una tabella e successivamente in un grafico.
Scheda per il docente
(A) Lo scopo dell’esperimento è di studiare la relazione tra l’allungamento di un elastico e la forza peso ad esso applicata.
E confrontare il comportamento dell’elastico con quello della molla.
(B) Il docente introduce il dispositivo che permette di fare tale studio: un asta con base di legno che, nella sua parte superiore, su facce opposte presenta due piccoli bracci metallici con un anello all’estremità, a cui viene agganciata un elastico, e a quest’ultimo un secchiello (come mostrato in figura). Il docente attacca sulle facce opposte un foglio di carta millimetrata per segnare gli allungamenti dell’elastico. Inoltre si hanno a disposizione diversi elastici e vari pesetti uguali.
(C) Si chiede, alla classe, di fare delle previsioni.
(D) Il passo successivo è far prendere una serie di misurazioni ai ragazzi. Il docente fa prima notare che quando un oggetto viene agganciato all’elastico si originano delle oscillazioni, ovvero l’elastico si allunga e si accorcia ripetutamente. Tale movimento oscillatorio, a volte, si protrae a lungo e si è costretti a bloccarlo con la mano. Quando il sistema elastico-oggetto è fermo, si ha una situazione di equilibrio e questa si realizza quando sull’oggetto agiscono due forze di uguale intensità: il peso e la forza elastica della molla. Se l’oggetto non fosse attaccato all’elastico su di esso non agirebbe la forza elastica , ma solo la forza peso; in tal caso l’oggetto cadrebbe e non sarebbe in equilibrio. È proprio nella situazione di equilibrio che vengono effettuate le misurazioni degli allungamenti. Dapprima viene riportato su carta millimetrata la lunghezza a riposo, cioè la lunghezza dell’elastico quando non vi è applicato alcun peso (solo il peso del secchiello). Successivamente si mettono nel secchiello oggetti dello stesso peso, aggiungendoli uno alla volta, e si segnano i rispettivi allungamenti poi si tolgono i pesi, uno alla volta, segnando i rispettivi accorciamenti. Il docente chiede di riportare i valori trovati in una tabella e successivamente in un grafico.
(E) Il docente mostra che l’elastico ha un comportamento diverso dalla molla. Un primo motivo è dovuto al fatto che per l’elastico non esiste una relazione di proporzionalità diretta tra forza peso e allungamento. Inoltre l’elastico, quando si tolgono i pesetti, non riprende le stesse dimensioni a parità di pesi. Questo si traduce affermando che l’elastico non è un corpo elastico. Inoltre il docente fa notare che se prendiamo un elastico di uguale lunghezza del precedente ma più spesso, l’allungamento avviene più lentamente, questo perché oppone più resistenza a deformarsi.
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