Attività E - Conduzione dell'esperienza

Il lavoro può essere guidato da una scheda, impostata come guida per costruire una relazione (vedi scheda 6; i valori previsti in tabella per N e i punti in cui chiedere ipotesi sull'allungamento devono essere modificati per adattarli alle caratteristiche degli elastici utilizzati).

1. Si appende il primo elastico (il più sottile) al supporto; si controlla che l'estremità superiore coincida con lo 0 della scala graduata.
   
   
2. Si misura la lunghezza dell'elastico "a riposo" (senza pesi applicati); gli allievi riportano il dato in una tabella (vedi scheda 6). Si procede applicando i pesi indicati nella tabella e segnando le corrispondenti lunghezze raggiunte dalla molla; la scelta dei pesi da applicare deve essere fatta dall'insegnante, tenendo conto delle caratteristiche dell'elastico. Non è opportuno lasciare passare un tempo troppo lungo tra una misura e l'altra, perché l'elastico potrebbe continuare ad allungarsi sotto l'azione del peso; se si deve interrompere l'esperienza (discussioni, ipotesi degli allievi...) conviene bloccare l'estremità dell'elastico.
   
   
3. Si interrompe l'esperimento in un primo momento (e poi in un momento successivo) e si chiede di prevedere la lunghezza dell'elastico per un numero doppio (e poi triplo) di unità di peso applicate. (vedi scheda 6) Il momento in cui interrompere l'applicazione dei pesi deve essere scelto dall'insegnante in modo che in seguito sia evidente, sperimentalmente, la non proporzionalità dell'allungamento rispetto al peso applicato: occorre eseguire l'esperienza a casa per evitare di scegliere punti di interruzione in cui fenomeni opposti (maggiore allungamento intermedio e rallentamento finale), compensandosi, evidenzino una falsa proporzionalità.
   
   
4. Si costruisce in un riferimento cartesiano il grafico relativo ai dati sperimentali riportati in tabella.
   
   
5. Si confrontano e discutono le ipotesi prodotte dagli allievi nel punto c; gli allievi utilizzano i dati sperimentali per verificare la correttezza di tali ipotesi (vedi testi prodotti dagli allievi).
   Si descrive l'andamento del grafico, cercando di produrre alcune ipotesi per spiegare tale andamento.
   
   In questo lavoro non si pretende di arrivare ad identificare una formula matematica che possa adattarsi alle variazioni osservate nei dati sperimentali e non si vogliono approfondire argomenti complessi come le teorie relative all'elasticità della gomma ( e di materiali simili).
   E' opportuno fornire solo alcune semplici informazioni relative alla struttura degli elastici, in modo da favorire l'interpretazione dell'andamento dei grafici. Si può utilizzare qualche disegno per descrivere l'organizzazione interna "a rete" dei materiali in gomma e ciò che avviene nell'allungamento: si parte da una situazione disordinata per raggiungere gradualmente l'allineamento delle catene molecolari e il rallentamento finale nell'allungamento (vedi Informazioni per l'insegnante sull'elasticità della gomma).
   Le immagini fornite possono favorire la costruzione di ipotesi per interpretare le proprietà dell'elastico, riferite alla struttura interna.
                                                                     
   
6. Si ripetono, usando il secondo elastico le operazioni descritte nei punti a, b, d. Il grafico deve essere costruito usando lo stesso sistema di riferimento usato precedentemente.
   
   
7. Si confrontano i due grafici cercando di cogliere e spiegare analogie e differenze; se l'andamento del secondo grafico è vicino alla linearità (vedi indicazioni relative alla scelta degli elastici) si può ripetere l'esperienza applicando, come unità di peso, oggetti più pesanti, sostituendo, ad esempio, le graffette con delle rondelle (vedi scheda 7).
   Si ritrova, così, un andamento non rettilineo (vedi esempi di grafici).
   
   
8. Si conclude confrontando i risultati sperimentali con quelli ottenuti usando le molle.
   
   Si può richiedere, per sintetizzare il lavoro, la scrittura di una relazione individuale sulle attività sperimentali svolte (utilizzando la scheda come traccia e sfruttando gli appunti eventualmente raccolti ); si può anche costruire, mettendo insieme parti delle relazioni degli allievi, una relazione di classe.
   (vedi testi tratti da relazioni degli allievi)