Spazio, tempo, velocità e accelerazione

1. Spazio, tempo, velocità e accelerazione MEMO 23/10/03 Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 Consegna: tutto quello che si può fare con scotch telato, contasecondi, metro a nastro … • Occhiello lunghezza • La misura della lunghezza nel SI • l'unità di misura della lunghezza nel SI è ilmetro; • il metro si indica con ilsimbolo m (è un simbolo non una abbreviazione ed è importante non dimenticarel'esponente!), • il metro hamultipli e sottomultipli decimali, • il chilometro (simbolokm) è uno dei multipli del metro, • il centimetro (simbolo cm) e il millimetro (simbolo mm) sono sottomultipli del metro. • Occhiello tempo • Strumenti per la misura del tempo e unità di tempo nel SI • per la misura del tempo si utilizzano fenomeni in cui il tempo scorre in modo lineare oppure in modo ciclico • i fenomeni in cui il tempo scorre in modo ciclico sono fenomeni periodici, nei quali tutto si ripete in modo identico a distanza di tempo di un periodo • l'unità di misura del tempo nel SI è il secondo (simbolo s) MSTV-1

2. Spazio, tempo, velocità e accelerazione MEMO 23/10/03 Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica - classe A059 MSTV-2

3. Spazio, tempo e velocità: giochi di motricità • Gruppi: • far percorrere ad uno studente un tratto rettilineo lungo tutta la lunghezza della classe • dare delle indicazioni (tipo: avanti di due passi, indietro di uno, fermo …) • fare intervenire gli altri compagni in qualità di “attori” od “osservatori” • La fisica: • -premisura: confrontare e ordinare distanze • -meccanismi di controllo della motricità • -direzione dello spostamento • unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali • esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura • contare per misurare • vantaggi del sistema di unità SI MSTV-3

4. Spazio, tempo e velocità: la camminata • Gruppi: tutti • far percorrere ad uno studente un tratto rettilineo lungo tutta la lunghezza della classe • dare delle indicazioni (tipo: avanti di due passi, indietro di uno, fermo …) • far percorrere lo stesso tratto a un altro studente, contando i passi che fa e i secondi che impiega • costruire il grafico spazio-tempo • La fisica: • -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali • esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura • -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura • la proporzionalità fra spazio • percorso e tempo impiegato • -il grafico spazio/tempo: • - i punti si allineano lungo una • retta che passa per l’origine • - maggiore è la velocità più • pendente è la retta • - un tratto orizzontale corrisponde • a una fermata • - al tratto di ritorno corrisponde una • pendenza opposta • -unità di misura della velocità: • m/s, passi/s sta fermo torna indietro MSTV-4

5. Spazio, tempo e velocità: la corsa • La fisica: • -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali • esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura • -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura • la proporzionalità fra spazio percorso e tempo impiegato • -il grafico spazio/tempo: • - i punti si allineano lungo una retta che • passa per l’origine • - rispetto alla marcia, la velocità è maggiore • perché i passi sono più lunghi e più rapidi • - raccogliere i dati in una tabella m 10 corsa camminata 5 10 5 9 4 8 7 3 6 5 2 4 3 1 2 1 s 5 • Gruppi: A, E, H • far percorrere ad uno studente lo stesso tratto rettilineo di corsa • contare i passi che fa e i secondi che impiega • costruire il grafico spazio-tempo passi distanza tempo percorsa impiegato camminata 10 passi 6,25 m 7 s corsa 5 passi-corsa 6,25 m 3 s MSTV-5

6. Spazio, tempo e velocità: la partenza e la frenata m/s corsa 2 1,5 1 camminata 0,5 s 5 • Gruppi: • far percorrere ad uno studente un tratto rettilineo al passo o di corsa • contare i passi che fa e i secondi che impiega • costruire il grafico spazio-tempo, • costruire il grafico velocità-tempo, • riflettere sull’interpretazione del grafico velocità-tempo • La fisica: • -unità di misura della distanza: arbitrarie/convenzionali • esprimere la misura di distanza con numero e unità di misura • -unità di misura del tempo; esprimere la misura di tempo con numero e unità di misura • la velocità come rapporto fra spazio • percorso e tempo impiegato • -unità di misura della velocità: m/s • -il grafico velocità/tempo: • - i punti si allineano lungo una retta orizzontale • (velocità media costante) • - all’inizio la velocità varia fra zero e il valore di • regime; alla fine varia dal valore di regime a zero • - accelerazione: la variazione di velocità divisa per il • tempo impiegato MSTV-6

7. Spazio, tempo e velocità: la marcia • Gruppi: F, G • chiedere a due studenti di camminare in modo sincrono e in fase • mentre gli altri studenti battono il tempo della marcia con le mani o con qualche strumento a percussione • misurare i tempi • La fisica: • spazio, posizione, distanza e sua misura • tempo, intervallo di tempo e sua misura • fenomeni ripetitivi e concetto di periodo: a distanza di un periodo il fenomeno si ripete identico a sé stesso • in un moto periodico ci sono diverse fasi: alzare il piede sinistro, spostarlo in avanti, metterlo a terra, alzare il piede destro, ... • rapporti spazio temporali: la sincronia, cioè agire con lo stesso periodo mantenendo la stessa relazione di fase • sincronia e periodi diversi: si può mantenere la sincronia anche fra eventi con periodi diversi, purché il loro rapporto sia riconducibile a un rapporto fra numeri interi (le scale musicali), ad es. fare due passi mentre il compagno ne fa uno MSTV-6

8. Spazio, tempo e velocità: le scale y (m) alto davanti sinistra x (m) destra dietro basso spostamento spostam.vert. spostam.orizz. velocità vel.vert. vel.orizz. • Gruppi: B, C, D • chiedere a uno studente di salire (o scendere) una rampa di scale • misurare il tempo di salita (o di discesa) • misurare altezza e pedata dello scalino e, di conseguenza, lo spazio percorso in verticale (dislivello) e in orizzontale • correlare gli spazi percorsi con il tempo impiegato • La fisica: • spazio, posizione, distanza e sua misura • tempo, intervallo di tempo e sua misura • sistema di riferimento • componenti orizzontale e verticale dello spostamento • il vettore spostamento: direzione e valore • regola del parallelogramma (Pitagora) • componenti orizzontale e verticale della velocità • il vettore velocità: direzione e valore MSTV-8

9. Spazio, tempo e velocità: la scala mobile y (m) alto davanti sinistra x (m) destra dietro basso velocità vel.vert. vel.orizz. • Gruppo: / • chiedere a uno studente di utilizzare la scala mobile di un grande magazzino • misurare il tempo di salita (o di discesa) • misurare altezza e pedata dello scalino • provare a scendere o a salire mentre la scala è in moto • confrontare il proprio moto con quello di un alto studente che contemporaneamente si muove sulla scala non mobile • La fisica: • spazio, posizione, distanza e sua misura • tempo, intervallo di tempo e sua misura • sistema di riferimento • componenti orizzontale e verticale della velocità • il vettore velocità : direzione e valore • regola del parallelogramma (Pitagora) • sommare le velocità della scala e del passeggero: si sommano le componenti orizzontale e verticale • vorizz. = vorizz.scala + vorizz.pass. • vvert. = vvert.scala + vvert.pass. MSTV-9