Energia

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Energia
Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica
- classe A059
MEMO 10/11/03
Consegna tutto quello che si può fare con
bastoncini, elastici, cucchiai, molle e

• Occhiello energia
• quando si "fa forza per" spostare, deformare,
  fermare, mettere in moto, ecc., il risultato
  dipende non solo dall'intensità della forza ma
  anche dal tratto (spostamento) lungo cui la forza
  agisce la grandezza fisica che dipende sia dalla
  forza che dallo spostamento viene chiamata
  lavoro, e si misura in Joule
• il lavoro ci permette di misurare l'energia che
  viene scambiata facendo forza per ottenere il
  risultato utile sperato il risultato non dipende
  solo dalla forza o solo dallo spostamento ma
  dallinsieme dei due, cioè dall'energia
  trasferita,
• sono esempi di energie trasferite
• - l'energia trasferita dal dito all'elastico
  di una fionda essa non dipende solo dalla forza
  Fde che il dito applica all'elastico ma anche
  dall'allungamento dell'elastico,
• - l'energia trasferita a un oggetto dal
  braccio che lo solleva per portarlo in alto essa
  non dipende solo dalla forza Fmo, diretta verso
  l'alto, che la mano applica all'oggetto, ma anche
  dall'altezza a cui lo solleva,
• - l'energia trasferita dalle ruote ai freni
  in un'auto in corsa quando frena essa non
  dipende solo dalla forza Ffr che i freni
  applicano alla ruota, ma anche dalla distanza di
  frenata.

Le molte forme dellenergia L'energia può avere
molte forme diverse e può trasformarsi da una
forma all'altra sono esempi di trasformazioni di
energia - l'energia muscolare del dito che
diventa energia elastica della fionda quando il
dito tira l'elastico per allungarlo, -
l'energia muscolare del braccio che diventa
energia di posizione (o energia dello stare in
alto) dell'oggetto quando il braccio solleva
l'oggetto per portarlo in alto, - l'energia di
posizione dell'oggetto che diventa energia di
movimento (o energia cinetica) dell'oggetto
quando l'oggetto cade sotto l'azione della forza
di gravità FTo che la Terra esercita sull'oggetto.

• Le caratteristiche dellenergia
• l'energia è importante perché permette di fare
  del lavoro, cioè di fare forza per ottenere un
  risultato utile,
• l'energia ha molte forme e può trasformarsi da
  una forma all'altra, perciò possiamo utilizzarla
  nella forma che più ci serve,
• l'energia può passare da un oggetto all'altro,
  perciò possiamo utilizzarla nell'oggetto che più
  ci serve,
• passando e trasformandosi l'energia si conserva
  l'energia non si crea né si distrugge,
• l'energia può essere immagazzinata un elastico
  teso, un oggetto in alto hanno energia
  immagazzinata,
• non tutte le forme di energia sono egualmente
  utili.

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Energia
Preparazione di Esperienze Didattiche di Fisica
- classe A059
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Lavoro forza spostamento (L F s)
1 J è pari al lavoro compiuta dalla forza di 1 N
che si sposta di 1 m nella sua direzione
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Energiala fionda

• Gruppi A, D
• tenere il manico della fionda con una mano
• con laltra tirare lelastico stringendo la
  pallina tra le dita
• scegliere la giusta orientazione prima di
  lasciare andare la pallina
• chiedere a un collega di misurare la forza,
  utilizzando un dinamometro o correlandola
  allallungamento dellelastico
• calcolare lenergia in gioco (usando una forza
  media, che potrebbe essere pari a circa la metà
  della forza massima applicata alla fine
  dell'allungamento)

• La fisica
• lenergia
• - può assumere forme diverse, passare da un
  corpo allaltro, trasformarsi da una forma
  allaltra, essere immagazzinata, passando o
  trasformandosi fa cose utili
• il lavoro
• - è dato dal prodotto della forza per lo
  spostamento
• - permette di valutare quanta energia è stata
  trasferita o trasformata
• unità di misura dellenergia nel sistema SI il
  joule (J) è il lavoro compiuto dalla forza di 1 N
  che si sposta di 1 m nella sua direzione
• nota bene
• - per calcolare il lavoro si può utilizzare la
  forza media usata per allungare lelastico, che è
  circa pari alla metà della forza per
  lallungamento completo

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Energia la catapulta

• Gruppi B, C, E, H
• fissare, con la colla o con lo scotch, la molla
  e il fondo del manico del cucchiaio al supporto
  e assicurare laltro estremo della molla al
  manico del cucchiaio
• tenere fermo il supporto con una mano, con
  laltra spingere giù il cucchiaio e chiedere di
  misurare l altezza della molla compressa
• eseguire il lancio, lasciando andare
  rapidamente il cucchiaio

• La fisica
• lenergia
• - può assumere forme diverse, passare da un
  corpo allaltro, trasformarsi da una forma
  allaltra, essere immagazzinata, passando o
  trasformandosi fa cose utili
• il lavoro
• - è dato dal prodotto della forza per lo
  spostamento
• - permette di valutare quanta energia è stata
  trasferita o trasformata
• unità di misura dellenergia nel sistema SI il
  joule (J) è il lavoro compiuto dalla forza di 1 N
  che si sposta di 1 m nella sua direzione
• nota bene
• - per calcolare il lavoro si può utilizzare la
  forza media usata per premere la molla, che è
  circa pari alla metà della forza per la
  compressione completa

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Energia la giostra a gravità

• Gruppi
• fare un buco nel centro del coperchio cilindrico
  (che servirà come piattaforma della giostra) e
  inserire in esso la matita, controllando di avere
  una buona tenuta
• fissare la piattaforma a una distanza di circa 5
  cm dalla punta della matita usando dado e
  controdado
• fare un buco con un diametro più largo di quello
  della matita vicino a unestremità
  dellasticciola di legno per fissare il blocco di
  legno verticalmente vicino al bordo della base di
  supporto
• fissare la puleggia e, dalla parte opposta,
  fissare lasticciola di legno inserire
  verticalmente la matita nel buco allestremità
  opposta dellasticciola di legno e inserire il
  rocchetto sulla parte superiore della matita con
  una buona tenuta arrotolare il cordoncino sul
  rocchetto e legare il dado pesante allaltra
  estremità.
• mettere la base di supporto vicino al bordo del
  tavolo, arrotolare la parte libera del cordoncino
  sul rocchetto e lasciare scendere il dado
• calcolare il lavoro fatto dalla forza di gravità
  del dado (che avrete preventivamente pesato)

• La fisica
• lenergia
• - può assumere forme diverse, passare da un
  corpo allaltro, trasformarsi da una forma
  allaltra, essere immagazzinata, passando o
  trasformandosi fa cose utili
• il lavoro
• - è dato dal prodotto della forza per lo
  spostamento
• - permette di valutare quanta energia è stata
  trasferita o trasformata
• unità di misura dellenergia nel sistema SI il
  joule (J) è il lavoro compiuto dalla forza di 1 N
  che si sposta di 1 m nella sua direzione

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Energia il barattolo che torna indietro

• Gruppi F
• fare due buchi al centro sia della base sia del
  coperchio rimovibile di uno dei due barattoli
• far passare lelastico attraverso il dado e poi
  attraverso i buchi della base e del coperchio,
  unendo le due estremità in modo da formare un
  cappio con il dado appeso a metà della corda,
  come mostrato in figura.
• nellaltro barattolo mettere il secondo dado
• in entrambi i casi, individuare le forze, gli
  spostamenti coinvolti e il lavoro fatto

• La fisica
• lenergia
• - può assumere forme diverse, passare da un
  corpo allaltro, trasformarsi da una forma
  allaltra, essere immagazzinata, passando o
  trasformandosi fa cose utili
• il lavoro
• - è dato dal prodotto della forza per lo
  spostamento
• - permette di valutare quanta energia è stata
  trasferita o trasformata
• nota bene
• - durante la corsa, il barattolo con il dado
  legato allelastico, trasforma energia cinetica
  in energia elastica fino a quando si ferma e
  inizia a tornare indietro al ritorno, in una
  prima fase trasforma energia elastica in energia
  cinetica per poi ritrasformarla in energia
  elastica fino a fermarsi di nuovo
• - è possibile valutare lenergia trasferita
  calcolando il lavoro compiuto dalla forza di
  attrito fra pavimento e barattolo, Fpav-bar , che
  agisce in senso contrario al moto assumendo un
  ragionevole coefficiente di attrito pari a 0,1,
  la forza Fpav-bar ? 0,1 FTerra-bar misurando il
  totale percorso fatto dal barattolo si può
  calcolare lenergia comunicata inizialmente al
  barattolo

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Energia la pistola trasparente

• Gruppi G
• applicare la forza alla molla inferiore
  attraverso il grilletto, producendo la
  compressione della molla per un certo tratto
• la forza si trasmette alla molla superiore, che
  a sua volta si comprime, trasferendo lenergia
  alla pallina quando la molla viene rilasciata.

• La fisica
• l'energia
• - può assumere forme diverse, passare da un corpo
  allaltro,
• trasformarsi da una forma allaltra, essere
  immagazzinata
• - passando o trasformandosi fa cose utili,
• - non si può creare né distruggere,
• - ci sono forme di energia più utili di altre
• nota bene
• - grazie alla cassa trasparente, è possibile
  vedere lo spostamento che fa la molla quando si
  preme il grilletto e quindi apprezzare laccumulo
  di energia nella molla,
• - quando si preme il grilletto lenergia elastica
  immagazzinata si trasforma in energia cinetica
  della pallina

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Energia il serpentone dellenergia

• Gruppi C
• preparare due tipi di cartoncini, sui quali
  siano stati
• - scritti i descrittori (o parole chiave)
  relativi ai diversi tipi di energia di cui si è
  parlato (semplificando al massimo la nomenclatura
  calore invece di energia termica, energia di
  movimento invece di energia cinetica, energia dei
  cibi invece di energia chimica, .)
• - disegnati alcuni dispositivi o situazioni
  ambientali in cui entrano in gioco certi tipi di
  energia per trasformarla, oppure immagazzinarla.
• Come giocare
• dividere i giocatori in gruppi, in seno ai quali
  sarà nominato un capogruppo che avrà il compito
  di agire in qualità di portavoce
• distribuire un uguale numero di carte-scritte
  e di carte-disegnate a tutti i capogruppo, i
  quali a loro volta le affideranno ai propri
  compagni che le disporranno bene in vista davanti
  a sé, in attesa di utilizzarle
• posta sul tavolo la prima cartascritta,
  calare a turno una carta-disegnata abbinandola
  al tipo di energia indicata dalla carta-scritta
  che si trova già sul tavolo, altrimenti passare
  il gioco al gruppo successivo, il quale calerà la
  carta-scritta che esprime il tipo di energia
  che il dispositivo, rappresentato dalla carta in
  tavola, è in grado di fornire oppure utilizzare o
  trasformare o immagazzinare (altrimenti passare
  il gioco o attaccarsi in modo analogo allaltro
  lato del serpentone)
• successivamente calare sul tavolo una carta
  (alternando scritti e disegni) con le modalità di
  collegamento di cui sopra

• La fisica
• lenergia può assumere forme diverse, passare
  da un corpo allaltro, trasformarsi da una forma
  allaltra, essere immagazzinata passando o
  trasformandosi, fa cose utili
• nota bene
• - si possono costruire delle catene energetiche
  collegando fra di loro diverse azioni oppure
  oggetti che operano la trasformazione o il
  trasferimento di energia

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