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(1/d)4 or not (1/d)4 this is the question
organizzatoreMIUR
Data 9 OTT Ora 15.00 - 18.00 [180 min]
I10 - Padiglione Spadolini
Tipologia Workshop immersivi
Abstract
Secondaria II grado
Relatore
Carlo Meneghini
Giuseppina Tarantino
 

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Abstract
L'attività si prefigge i seguenti scopi didattici:

• misurare il campo magnetico generato da un dipolo magnetico in funzione della distanza;
• ricavare sperimentalmente la dipendenza funzionale della forza magnetica fra dipoli dalla distanza alla quale sono posti: (1/d)4
• costruire un problem solving da utilizzare nella didattica d’aula.

La metodologia utilizzata è quella del laboratorio hands on che costituisce un esempio di indagine dell’andamento delle forze fra dipoli magnetici, della forza fra magneti e correnti, degli effetti del campo magnetico su cariche in moto, degli effetti del campo magnetico su correnti, dell’interazione fra correnti, degli effetti del campo magnetico su una spira percorsa da corrente.

In questo modo si vuol fornire un esempio di approccio didattico basato sull’uso del laboratorio e delle analogie per migliorare la comprensione di nodi concettuali del magnetismo.

Si parte dall’assemblaggio dell’apparato sperimentale e si eseguono le seguenti osservazioni:

1. Osservazione del fenomeno: interazione fra due dipoli magnetici attraverso la misura delle loro masse
2. Produzione di una tabella a due colonne con i risultati delle misure di massa e di distanza fra magneti
3. Elaborazione dei dati: Interpolazione lineare (primo biennio); Linearizzazione con i logaritmi (secondo biennio)
4. Interpretazione dei risultati - Comprensione del fenomeno osservato
5. Costruzione del modello matematico
6. Approfondimento1. L’ importanza delle Approssimazioni in fisica: dall’iperbole al polinomio di grado n
7. Approfondimento2. Il ruolo delle analogie nella storia delle scoperte fisiche: Comprensione della analogia fra un magnete naturale ed un elettromagnete (bobina).

Un aspetto didatticamente rilevante sta nell’analisi concettuale della forza fra magneti e della sua dipendenza con la distanza realizzata con materiali di facile reperibilità, in modo che le esperienze possano essere facilmente riprodotte da docenti e studenti. L’attività può essere realizzata sia nel primo che nel secondo biennio variando solo alcune strategie di lavoro e domande di ricerca.

I prerequisiti sono da scegliere fra i seguenti, in base all’età dei ragazzi:
  • misura ed errori
  • funzioni e dipendenze funzionali
  • algebra vettoriale (prima/seconda classe)
  • principi della dinamica
  • equilibrio di forze
  • equazione della retta e ruolo del coefficiente angolare
  • algebra dei logaritmi
  • linearizzazione dei dati
  • uso del foglio elettronico Excel
  • dipolo magnetico

 

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Abstract
Secondaria I grado
Secondaria II grado

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