Si è tenuto giorno 27 aprile 2024 con il patrocinio del MINISTERO DELLA CULTURA, dei MUSEI ITALIANI e del PARCO NAZIONALE ARCHEOLOGICO SCOLACIUM il nostro laboratorio di fisica per ragazzi.
Il titolo dell’evento è stato “SCIENZIAMO AL PARCO” (Esperimenti di Fisica con i Ragazzi), coordinato dalla nostra APS COMUNITA’ BENEDICT e diretto e animato da Luca Tiriolo, Astrofisico e nostro socio ordinario, e Angelica Rania, Dott.ssa in Fisica Nucleare e Subnucleare.
L’evento ha riscosso molto entusiamo da parte dei ragazzi e si è strutturato come segue.
PRIMA PARTE: ESPERIMENTI
Esperimento 1 – Ottica
Inversione dell’immagine attraverso un contenitore di vetro.
Legge di Snell
Attrezzatura:
- contenitore di vetro sufficientemente grande
- acqua
- foglio di carta
- pennarelli
Materiale didattico: VEDI VIDEO SEGUENTE:
Esperimento 2 – Pressione atmosferica dell’acqua
Tramite bicchiere, carta e rete è possibile dimostrare l’equilibrio tra pressione atmosferica e peso dell’acqua
Attrezzatura:
- 4/5 bicchieri di vetro/plastica (tanti quanti gli operatori e i ragazzi)
- acqua
- 4/5 bacinelle
- carte da gioco
Esperimento 3 – Pressione atmosferica e tensione superficiale dell’acqua con rete
Tramite bicchiere, carta e rete è possibile dimostrare l’equilibrio tra pressione atmosferica e peso dell’acqua. Inoltre la tensione superficiale crea un’area sufficiente da sostituire la carta.
Attrezzatura:
- 1 bicchieri di vetro/plastica
- acqua
- 1 bacinella
- 1 carta da gioco
SECONDA PARTE: QUIZ
Quiz tramite Kahoot o creato con Canvas seguito da:
Esperimento di ottica
La luce può essere descritta in tre differenti modi:
- come onda elettromagnetica al fine di studiare i colori
- come raggio al fine di studiare le ombre, gli specchi, le lenti
- come fotone per studiare la sua energia
Lo studio della luce visto come raggio è detto ottica geometrica. I principali fenomeni di ottica geometrica della luce sono la riflessione, la rifrazione e la diffrazione. Nel nostro laboratorio ci siamo soffermati sulla rifrazione, partendo dal fatto che una freccia vista attraverso un contenitore riempito di acqua sembra cambiare verso.
La legge di Snell afferma che: quando un raggio passa da un mezzo trasparente con indice di rifrazione, il rapporto tra il seno dell’angolo dell’onda incidente e il seno dell’angolo dell’onda rifratta è costante ed è uguale al rapporto tra l’indice di rifrazione del secondo mezzo e quello del primo mezzo. La formula dice:
sin𝑖/sin𝑟=𝑛2/𝑛1
Dove il rapporto 𝑛2/𝑛1 presente nella formula di Snell è detto indice di rifrazione relativo del mezzo 2 rispetto al mezzo 1.
Se tale valore è maggiore di 1 (𝑛2/𝑛1>1) si dice che il mezzo 2 è più rifrangente (oppure otticamente più attivo) del mezzo 1 e che sin𝑖>sin𝑟
Esempio
Un esempio di applicazione della legge di Snell è far convergere i raggi luminosi in un punto. Lo possiamo verificare usando una lente di ingrandimento: l’immagine del Sole concentrata su un foglio diventerà un punto ad una data distanza della lente. (Attenzione: il foglio può prendere fuoco!)
Esperimento 2
Considera le forze agenti sulla carta. Queste sono:
- la gravità, dovuta al peso della carta stessa (diretta verso il basso)
- la gravità, dovuta al peso dell’acqua che preme sulla carta (diretta verso il basso)
- pressione dell’aria, che preme sulla superficie esterna del bicchiere e della carta, perpendicolare alla superficie della carta (generando così una forza diretta verso l’alto nel punto in cui c’è solo acqua sulla carta)
Dunque in questo esperimento, la forza della pressione dell’aria è diretta verso l’alto, sulla carta all’estremità superiore del bicchiere, contrastando la forza di gravità e mantenendo l’acqua nel bicchiere.
La forza si distribuisce su tutta la carta e tiene su tutte le goccioline d’acqua che non hanno spazio per scendere (è importante che la carta ricopra tutto il bordo).
Esperimento 3
Le considerazioni che sono state fatte per l’esperimento 2 valgono anche per quello n. 3. Questa volta, però, la rete tiene coese tutte le goccioline aiutando la tensione superficiale dell’acqua, ovvero il legame meccanico che crea un sottile strato sulla superficie dell’acqua. E’ come una barriera che tiene unita il volume d’acqua.
Esistono foto in cui i soggetti sono ripresi un attimo primo della rottura di questa tensione superficiale. Inoltre, esistono insetti come l’idrometra che camminano letteralmente sull’acqua, utilizzando un appoggio, con le loro zampette, con un’area così grande rispetto al proprio corpo, che fa in modo che la proprio forza peso sia vinta dalla tensione superficiale.
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Vi inviatiamo a partecipare numerosi nella prossima edizione, grazie.