L'ora di MAT 2 (ALLEGATO)

Oreste Brondo

L’ora di

Libro-quaderno per le vacanze

aritmetica • geometria

SCIENZE esperimenti di

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Pubblicazione gratuita allegata al testo per le vacanze “L’ora di MAT. 2”

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05/04/18 15:58

Introduzione Un bambino passeggia, le foglie cadono dagli alberi, una rana si tuffa in uno stagno, nel cielo compare, dopo la pioggia, uno splendido arcobaleno: uno studioso di scienze osserva intorno a sé, in ogni momento della giornata e in ogni luogo, tutto ciò che accade, perché dietro ogni fenomeno, se ben osservato, è possibile scoprire i meccanismi e i perché della natura.

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Un uomo di scienze conosce bene l’importanza dei dettagli, sa che dietro particolari ritenuti banali dalla maggior parte della gente comune si possono trovare le chiavi per interpretare i prodigi del mondo. È a partire, infatti, dall’osservazione approfondita di fatti apparentemente privi di rilevanza che hanno avuto origine ipotesi, esperimenti e teorie scientifiche importanti. E gli esperimenti altro non sono che un tentativo di ripetere, in laboratorio, le cose che accadono normalmente in natura, per poterle osservare e studiare meglio.

In questo piccolo libro ti proponiamo di ripetere una serie di esperimenti, modelli dinamici e costruzioni di strumenti di misura che fanno parte della tradizione scientifica. Prima di dare inizio ai lavori, però, vogliamo mostrarti una piccola carrellata di “esperimenti naturali”, di cose cioè che accadono normalmente intorno a noi, ma che, se ben osservate e interpretate, hanno il potere di introdurci, in maniera ammirevole, ai segreti della scienza, che tanto “segreti” non sono.

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Esperimenti naturali L’acqua ai bordi della pentola Ti sei mai accorto che, quando accendi il fuoco del fornello sotto una pentola, ai lati di essa si forma uno strato di condensa d’acqua che presto sparisce?

Osservando un fenomeno analogo gli scienziati hanno compreso che la reazione chimica che provoca la combustione produce, nella maggior parte dei casi, H2O (acqua). La condensa che si forma intorno alla pentola, infatti, è il prodotto della combustione del gas di città, la cui molecola, assai complessa, durante la reazione, si rompe producendo calore (il fuoco), anidride carbonica e acqua. Quest’ultima, inizialmente, si deposita ai bordi della pentola. Quando, però, la pentola comincia a riscaldarsi, l’acqua prodotta dalla combustione non ha più il tempo di condensare, perché il calore molto alto del metallo la fa evaporare subito. Questa è la ragione per la quale l’aria delle cucine dei ristoranti non ben areati è umida e soffocante.

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Le scie bianche degli aerei supersonici

Molti credono, erroneamente, che le scie bianche che gli aerei molto veloci lasciano nel cielo siano il prodotto della combustione del carburate degli autoveicoli. Non è così. In realtà, si tratta di acqua. Anzi, per essere più corretti, si tratta di vere e proprie nuvole.

Tutto avviene sulla parte superiore delle ali degli aerei, dove, a causa della loro forma arrotondata e della velocità di scorrimento dell’aria sulla superficie alare, si crea un fortissimo abbassamento di pressione. Quando scende la pressione, l’aria si raffredda. Maggiore è la velocità di scorrimento, più la pressione si abbassa. Più è bassa la pressione, più la temperatura diminuisce. A causa di ciò, il vapore presente nell’aria che scorre sulle ali si condensa in miriadi di goccioline di acqua che danno forma alle scie di condensa degli aerei.

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Il sale che fa ribollire l’acqua

Ti sei mai accorto che, quando si aggiunge il sale nell’acqua già calda contenuta in una pentola sul fuoco, l’acqua comincia a ribollire?

Quando si mette il sale nell’acqua quanto accade è che il sale va in “soluzione”, cioè la sua molecola, fatta da un atomo di sodio e un atomo di cloro (NaCl), si scinde e gli atomi che la compongono si separano. Nel sale in soluzione sono infatti presenti atomi di sodio caricati positivamente (Na+) e atomi di cloro caricati negativamente(Cl–).

Questa reazione chimica provoca calore che, rilasciato nell’acqua, ne fa innalzare improvvisamente la temperatura. I chimici chiamano questi tipi di reazione “reazioni endotermiche”, cioè “ che rilasciano calore”.

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La luce discontinua delle stelle

Osservando il cielo di notte, in particolare in assenza della Luna, ci si può accorgere che l’intensità della luce delle stelle non è costante.

Lo spazio vuoto, in realtà, non è per niente vuoto: la materia in esso presente (gas, polveri, corpuscoli di differente dimensione) è semplicemente molto meno densa dell’atmosfera terrestre. Tale materia, in continuo movimento, si frappone tra le stelle e la Terra. La stella più vicina a noi si chiama “Proxima Centauri” ed è distante dalla Terra 4,2 anni luce. La sua luce, viaggiando a 300.000 chilometri al secondo, per giungere fino al nostro pianeta, deve attraversare circa 39.191 miliardi di chilometri. Durante questo considerevole tragitto, viene filtrata, deviata, assorbita, modificata dalla materia interstellare che incontra. Questo è il motivo per cui la luce delle stelle è discontinua.

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Esperimenti facili La forza del vento

Il vento è una delle forze più presenti e pervasive del pianeta.

Vivendo noi nel fondo di un oceano di aria, ed essendo quest’aria un fluido in continuo movimento, in qualsiasi luogo ci troviamo siamo continuamente sfiorati, colpiti, attraversati da masse di aria più o meno consistenti e veloci. Il vento costituisce un ottimo materiale di base per lo studio delle forze. Tra gli oggetti che sfruttano la spinta del vento per produrre un altro tipo di movimento c’è l’elica.

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Un’elica di plastica

È utile sapere che...

L’elica, ancor prima che dall’uomo, è stata inventata dalla natura! I semi dell’albero di acero, la cui origine risale a tempi molto più remoti di quella dell’homo sapiens, hanno una forma elicoidale, che permette a questi semi di sfruttare le correnti d’aria per compiere lunghi percorsi, roteando sul loro asse e lasciandosi trasportare dal vento.

Cosa serve per fare l’esperimento Una bottiglia di plastica di quelle verdi a sezione circolare.

Un tappo di sughero da vino.

Una cannuccia da bibita.

Un’asse di legno di almeno 2cm di spessore e di circa 30cm di lunghezza.

Un pennarello indelebile.

Un coltello da cucina con la lama seghettata.

Un paio di forbici.

Un martello.

Un chiodo grosso da almeno 8cm.

Un chiodo piccolo da 3cm.

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Come si realizza l’esperimento Traccia con il pennarello un cerchio il piÚ possibile preciso a 12cm circa di distanza dal collo della bottiglia. Taglia la bottiglia seguendo la linea tracciata, adoperando il coltello per realizzare la prima apertura e continuando con le forbici per fare un taglio circolare netto.

Sul bordo circolare del taglio segna, con il pennarello, quattro punti che dividano il cerchio in quattro parti uguali. Traccia altri quattro segni a metĂ tra quelli precedenti. A partire da ognuno di questi segni, traccia una linea che unisca, per la via piĂš breve, il segno sulla circonferenza alla base del collo della bottiglia.

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