Scopriamo insieme una legge fisica
Il fascicolo, in formato PDF di circa 10.5MB, si può scaricare direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog.
Materiale didattico
- 05-Dilatazione lineare: file compresso con il laboratorio svolto usando GeoGebra
La dilatazione lineare dei solidi
Si aggiunge un nuovo fascicolo a quelli pubblicati nello scorso anno scolastico: la ricerca di un modello per la dilatazione lineare dei solidi.
I corpi modificano le proprie dimensioni quando cambia la loro temperatura o meglio, quando viene loro sottratto o ceduto calore. Se una delle dimensioni del corpo è molto maggiore delle altre due, come nel caso di un filo elettrico, un binario o un’asticella lunga e sottile,si parla di dilatazione lineare perché l’aumento è apprezzabile solo per la dimensione maggiore. In questo laboratorio si cercherà di determinare una legge che descriva la dilatazione lineare di un’asta metallica partendo da dati sperimentali.
Si tratta di un fascicolo di prova, un test, sulla falsariga del laboratorio che affrontava la dinamica delle popolazioni. È stato realizzato pensando all’estensione dell’attività di alternanza scuola-lavoro, così come pensata e descritta in questo blog, a una classe terza del liceo scientifico nell’anno scolastico che sta per iniziare. Infatti rispetto agli altri laboratori il percorso, almeno nelle intenzioni degli autori, è più guidato, ci sono più suggerimenti e indicazioni ma soprattutto richiede una matematica adatta alla fine di una seconda classe del liceo scientifico o all’inizio del terzo anno di corso.
Il laboratorio è composto in realtà di due attività. La prima richiede l’analisi di una serie di dati, approssimabili con una retta, per costruire un modello, una funzione. La seconda parte è un poco più complessa e chiede di analizzare il coefficiente angolare della retta ottenuta per comprendere se sia effettivamente una costante o se dipenda, a sua volta, da altre grandezze fisiche.
Prerequisiti
Per questo laboratorio è necessario conoscere:
- la geometria analitica della retta
- la matematica minima per manipolare formule fisiche
- almeno un metodo per approssimare una serie di dati lineari (ma per questo, come detto spesso in questo blog, viene in aiuto il Toolbox)
Obiettivi
- Costruire un modello per la dilatazione lineare a partire da dati sperimentali.
- Dedurre quindi la legge di dilatazione lineare dei solidi e calcolare il coefficiente di dilatazione lineare di alcuni materiali.