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Gara sulla rampa

Scuola primariaFisicaUn’auto giocattolo scende lungo una rampa di 1 m; la resistenza al rotolamento della superficie la rallenta sulla rampa e sul pavimento

Informazioni su questo esperimento

Quale auto arriverà più lontano rotolando? Appoggia una rampa su alcuni libri, lascia andare un'auto giocattolo e misura quanto percorre sul pavimento. Una rampa più ripida dà più velocità all'auto, mentre una superficie ruvida come un tappeto o un asciugamano la rallenta. Fai gareggiare due auto affiancate, cambia una sola cosa alla volta per rendere il test equo e registra ogni gara in una tabella dei risultati.

Obiettivi di apprendimento

  • Descrivi come l'altezza di una rampa influisce sulla distanza percorsa da un'auto
  • Confronta come le superfici lisce e ruvide rallentano un'auto in movimento
  • Spiega l'attrito come una forza che rallenta le cose
  • Pianifica un test equo cambiando una sola cosa alla volta
  • Registra i risultati in una tabella e usali per rispondere a una domanda

Come si usa

  1. 1Fai gareggiare le due auto con le impostazioni iniziali. Su quale superficie l'auto rotola più lontano?
  2. 2Rendi uguali le due superfici. Metti più libri per l'auto A che per l'auto B. Che cosa succede?
  3. 3Metti l'auto B sull'asciugamano con 1 libro. Perché non si muove affatto? Di quanti libri ha bisogno?
  4. 4Lascia invariati i libri e prova ogni superficie con l’auto B. Ordina le superfici dalla più liscia alla più ruvida.
  5. 5Guarda la tabella dei risultati. È una prova corretta se cambi i libri e la superficie allo stesso tempo?

Il modello

Maggiore è l’altezza, maggiore è la velocità alla base della rampa
L’attrito si oppone al movimento e rallenta l’auto
Per gli alunni più grandi: distanza percorsa sul pavimento per una rampa di lunghezza L, inclinazione θ e resistenza al rotolamento μ

Ipotesi

  • La rampa è lunga 1 m e ogni libro è spesso 5 cm. La stessa superficie ricopre la rampa e il pavimento.
  • Ogni superficie rallenta l’auto con una forza pari a una quota fissa del suo peso: il 4 % per il legno e il 24 % per la carta vetrata. La resistenza dell’aria è ignorata.
  • Le altezze sono rappresentate tre volte più grandi di quanto siano in realtà, così i libri sono ben visibili. Il pavimento termina dopo 6 m.

Provalo in classe

  1. Q1Perché pensi che l’auto percorra una distanza maggiore sul legno che sulla moquette?
  2. Q2Che cosa succederebbe se la rampa fosse molto ripida?
  3. Q3Nomina una cosa che devi mantenere invariata perché la prova sia corretta.
  4. Q4Perché le strade hanno una superficie ruvida e gli scivoli sono lisci?
  5. Q5Perché due auto vere sulla stessa rampa potrebbero non fermarsi esattamente nello stesso punto?

Domande frequenti

Come posso svolgere questa attività in una vera aula scolastica?

Usa una tavola o un pezzo di cartone resistente, una pila di libri e un'auto giocattolo. Fissa materiali diversi sul pavimento alla base della rampa, lascia andare l'auto senza spingerla e misura la distanza con un metro a nastro. Ripeti ogni prova tre volte.

Perché l'auto non si muove su una superficie ruvida quando sotto la rampa c'è un solo libro?

L'attrito della superficie ruvida è maggiore della spinta esercitata dalla gravità lungo una pendenza così lieve, quindi l'auto resta ferma. Rendendo la rampa più ripida, aumenta la spinta verso il basso lungo la pendenza.

Che cos'è una prova equa?

Una prova in cui si cambia una sola cosa, per esempio la superficie, e si mantiene tutto il resto uguale: la stessa auto, lo stesso numero di libri e lo stesso punto di partenza. In questo modo si sa che la differenza è stata causata dal cambiamento.