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^^Galleggiamento di materiali vari, liquidi compresi; scuola elementare.

Prec: ref: Galleggiamento sacco di patate.
Succ: qui finisce.

doc: Scanziani Gabriella. Desio. 22-1-1988

Materiale occorrente per le esperienze di galleggiamento

Tempo impiegato per stendere l'elenco: 1 ora.
Si e' discusso sulla necessita' del contenitore e si e' concluso che esso e' indispensabile:
Marianna: altrimenti il liquido si scioglie.
Alla mia domanda: "che forma hanno i liquidi?", gli alunni hanno risposto con decisione: "quella del contenitore".
Prima di stendere l'elenco ho chiesto ai b. se fosse opportuno usare dei criteri per portare oggetti differenti. Si e' quindi deciso di raccogliere cose diverse per colore, pesantezza, grandezza, materiali.

Liquidi

acqua, olio, aceto, vino, ammorbidente, alcool, china, vernice.

Contenitori

vaschette varie, secchio, bagnino, sacchetti leggeri.

Solidi

materiale leggero: pietra pomice, spugna, tappi di sughero, cartone, tappi di metallo
materiale di peso medio: oggetti di plastica, pezzi di legno,
materiale pesante: biglie, sassi, conchiglie, 3 o 4 cucchiai, pezzi di ferro
materiali di diverse dimensioni: bicchierino per aperitivo, pentola grande, palle di diverse dimensioni, frutta secca, palloncini, segatura, sale, zucchero, cacao, cereali, contagocce.

Relazione-cronaca di alcune esperienze di galleggiamento (testo collettivo 26-1-1988 )

Abbiamo sistemato tutto l'occorrente per gli esperimenti separando i liquidi dai solidi. In un secondo momento abbiamo proceduto ad una ulteriore classificazione suddividendo i solidi in base alla consistenza (granulare, compatta) e al peso approssimativo. Poi abbiamo discusso guardando i materiali per vedere quale di essi avrebbe galleggiato (vedi sbobinatura precedente). Abbiamo in seguito iniziato a mescolare i liquidi e abbiamo notato che, mettendo l'olio con l'acqua, l'olio galleggia sull'acqua. Invece quando abbiamo unito l'acqua e l'aceto, i 2 liquidi si sono mescolati e quindi e' impossibile stabilire quale dei 2 galleggiasse. In un primo momento pero' alcuni alunni avevano detto che l'aceto galleggiava perche' si trovava sopra e sotto.
Abbiamo quindi discusso sul significato del "GALLEGGIARE"e del "MESCOLARSI" e siamo giunti alla conclusione che un liquido galleggia quando si trova sopra un altro. Per stabilire quale dei 2 liquidi miscibili galleggiasse, abbiamo pensato (col suggerimento dell'insegnante) di mettere uno dei 2 liquidi in un sacchetto leggero privato dell'aria e chiuso con un elastico. L'esperienza "MESCOLANZA LIQUIDI MISCIBILI" ripetuta con l'introduzione del sacchetto ha riaperto la discussione in merito al fatto che un liquido prende la forma del contenitore. Si e' inoltre osservato che IL SACCHETTO E' UN RECIPIENTE DI TIPO DEFORMABILE. A questo punto abbiamo capito che il liquido racchiuso nel sacchetto non poteva distendersi sulla superficie dell'altro liquido in cui era immerso, ma poteva solo andare sul fondo o emergere. Questa esperienza ci ha chiarito che galleggiare vuol dire stare sopra la superficie dell'acqua, anche se in piccola parte.
Abbiamo visto, quindi, che l'aceto andava a fondo, il vino galleggiava sull'acqua, il sacchetto pero' aveva una parte maggiore immersa e una parte minore emersa. Sonia osserva che il vino messo nel sacchetto era di piu' dell'aceto, pero' ugualmente il vino galleggiava e l'aceto no. Alessandra nota che l'osservazione di sonia prova che il vino anche se di piu' essendo leggero galleggia.
Dopo aver lasciato per qualche ora le vaschette con olio mescolato ad acqua e olio mescolato ad alcool abbiamo notato che la situazione era rimasta invariata.

Diario dell'insegnante

La relazione fatta con gli alunni e' riduttiva rispetto a tutti gli argomenti trattati (es: si e' parlato di che tipo di acqua scende daol rubinetto) e rispetto a tutte le proposte operative fatte dagli alunni per effettuare gli esperimenti.
Cerco di far raccogliere nella relazione-cronaca soprattutto gli elementi che poi possono servire ai fini della scoperta della "legge di archimede" e di tutte le variabili che interessano nel galleggiamento.
L'avere per iscritto le principali osservazioni serve perche'
- gli alunni anche a distanza possono ricordarsi dell'esperienza
- le espressioni informali significative poi verranno raccolte e formalizzate
- nell'elaborare il testo si ha modo di chiarire ulteriormente alcuni punti (es: il chicco di riso cadendo dall'alto acquista velocita' e ha la forza per penetrare nell'acqua).
Ho ridato agli alunni i disegni "forze e pesi", ho posto loro le domande e i giudizi favorevoli su riportati. Nei disegni successivi QUASI TUTTI I B. HANNO CERCATO DI DARE UN SENSO AD OGNI SEGNO GRAFICO.
L'interessse per l'argomento e' ancora molto vivo.
Alex per la prima volta e' intervenuta nelle discussioni e ha saputo difendere le proprie opinioni davanti agli altri.

Col lavoro "galleggiamento tra liquidi" penso che gli alunni abbiano compreso con una certa sicurezza:
- un liquido galleggia su un altro quando sta sopra. Distinzione tra "galleggiare" e "mescolarsi".
- i liquidi non miscibili col liquido in cui galleggiano si distendono
- un liquido racchiuso in un sacchetto
- non puo' mescolarsi con l'altro liquido. Sistema chiuso: non scambia materia.
- acquista una forma piu' o meno definita. ( Puo' nascere una classificazione tra materiali rigidi e non).
- un oggetto (liquido racchiuso) che sale in superficie non sta completamente sopra e si mette in una data posizione (non e' stato verbalizzato dagli alunni, ma indicato, senza suggerimento, dai disegni di molti di essi; si vedra' di farlo notarre in modo piu' evidente con i solidi).
Penso invece che il concetto di "leggerezza specifica", emerso in parte nei discorsi tra sonia e alessandra non sia stato colto da tutti anche se nella relazione e' stato riportato. Dobbiamo ancora fare pero' le prove con le gocce e tutti gli esperimenti con il materiale sminuzzato o comunque a granelli).

Diamo per scontato che un oggetto/sistema galleggia non solo quando sta completamente sopra il pelo dell'acqua ma anche quando sta in parte immerso.
Perche' un oggetto/sistema galleggi nell'acqua puo' essere:
- leggero, come una pallina da ping pong.
- pesante, come un sacco da 3kg. di patate.
Il peso campione da 1 kg. della bilancia va a fondo, un sacco con 3kg di patate no.
Lo stuzzicadente galleggia, lo spillo affonda.
- piu' un oggetto e' ingombrante/voluminoso, maggiore e' la quantita' potenziale di acqua che puo' spostare durante una sua immersione parziale/totale. Come evidenziare? Il libro "guardare per sistemi, guardare per variabili..." riporta solo l'esperienza della mano immersa nel contenitore alto e stretto
- l'acqua che viene spostata pesa
- l'acqua che sta sotto sostiene l'acqua che sta sopra . L'acqua sostiene se stessa. Le esperienze con materiale assorbente dovrebbero mettere bene in evidenza questo fatto.
- se l'oggetto messo in acqua riesce a spostare una quantita' d'acqua pari al proprio peso (totale) galleggia.

Cosa ha da aggiungere l'esperto?

I liquidi sostengono come i solidi? e le arie?

I modi di sostenere dei liquidi sono diversi dai modi di sostenere dei solidi. Nella visione fisico-meccanica le forze di interazione di contatto sviluppate dai liquidi si comportano diversamente.
Consideriamo il sottosistema dato da una parte centrale del sistema liquido, o comunque un sottosistema che non si trova a contatto col recipiente; questo sottosistema e' sostenuto solamente dal rimanente liquido e non interagisce direttamente con il contenitore.
Le parti di un liquido possono spostarsi una rispetto all'altra, le parti di un solido no.
Quando un liquido e' fermo, tutte le sue parti sono in equilibrio / si equilibrano.