Esperimento con carta e acqua (osservazioni scientifiche)
Giorgio Bibbiani
suo figlio, che frequenta la prima media (secondaria
di primo grado) ha effettuato un esperimento in classe,
e ora si trova in difficolta' nello stendere la relazione in
cui deve "spiegare" le cause di cio' che ha osservato
(magari si e' distratto durante la lezione ;-), purtroppo
anche io non so quale sia la spiegazione e mi rivolgo
a voi per aiuto...
Dato un foglio rettangolare di carta (ad es. io ho usato
1/2 foglio formato A4 di carta per stampante) si producono
con 4 pieghe a 180° 4 "orecchie" triangolari delle dimensioni
di qualche cm in corrispondenza dei vertici del rettangolo,
in modo che le orecchie si vengano a trovare sopra il foglio
a contatto con il foglio e risultino stabili, se poi si appoggia
il foglio (con le orecchie verso l'alto) sulla superficie
dell'acqua contenuta in una bacinella si osserva che le
orecchie si distendono nuovamente nel giro di alcuni
minuti, il problema e' spiegare perche' cio' accade.
Io ha pensato che per capillarita' un po' di acqua risalira'
lungo le fibre della carta, ma non riesco ad andare oltre
che fare congetture (ad es. e' possibile che l'acqua
riduca l'attrito tra le fibre e faciliti lo scorrimento delle
fibre poste inizialmente in tensione?).
Non so neppure se esista una "spiegazione" corretta del
fenomeno che possa risultare comprensibile a studenti
della scuola media, comunque qualsiasi commento e' ben
accetto, sia a livello scolastico sia eventualmente a un
livello superiore di approfondimento.
Ciao a tutto il ng
--
Giorgio Bibbiani
Luciano Buggio
<giorgio_bibbianiTO...@virgilio.it.invalid> wrote:
(cut)
> Non so neppure se esista una "spiegazione"
Bello!
Luciano Buggio
Giorgio Bibbiani
> Una collega mi ha posto questo problema:
Ho trovato su internet diverse "spiegazioni" del fenomeno,
tutte molto simili tra loro, ad es.:
"
MATERIALI:
FOGLIO DI CARTA CON SAGOME FIORI - ACQUA
CONTENITORE PER ACQUA - FORBICI
COSA FARE:
Mettere dell'acqua nel contenitore. Ritagliare il foglio
di carta con la sagoma dei fiori.
Ripiegare i petali verso l'interno e appoggiare i fiori
di carta sull'acqua.
Osservare: cosa succede e perché?
PERCHE' ACCADE:
Piano piano i fiori di carta si aprono proprio come
se sbocciassero, questo avviene perché l'acqua per
il fenomeno della CAPILLARITA' penetra nei piccoli
spazi presenti tra le fibre della carta gonfiandola, le
piegature di conseguenza si distendono facendo
"sbocciare" il fiore.
"
Immagino che possa essere considerata una spiegazione
sufficiente visto lo scopo (verificare l'esistenza del
fenomeno della capillarita'), e l'utenza scolastica,
anche se personalmente non mi e' ben chiaro perche'
impregnandosi di acqua le fibre di carta si debbano
distendere...
Ciao
--
Giorgio Bibbiani
Elio Fabri
> Una collega mi ha posto questo problema:
> ha effettuato un esperimento in classe, e ora si trova in difficolta'
> nello stendere la relazione in cui deve "spiegare" le cause di cio'
> che ha osservato (magari si e' distratto durante la lezione ;-),
> purtroppo anche io non so quale sia la spiegazione e mi rivolgo a voi
> per aiuto...
Il presunto "esperimento" di cui parli a me pare di nessun valore
didattico, e nell'insieme indica un atteggiamento verso la didattica
delle scienze che e' l'esatto contrario di cio' che sarebbe desiderabile.
1. Si fa vedere qualcosa.
2. Il/la prof presenta "la spiegazione".
3. Gli alunni debbono stendere una "relazione", che consiste nel
ripetere "con parole proprie" la verita' catechisticva che gli e'
stata proposta.
Nessun lavoro proprio da parte dei ragazzi.
Nessuno sforzo di costruire un'interpretazione, collegandola ad altri
fatti noti, proponendo ipotesi, magari ideando altri esperimenti per
verificarla.
Ammesso che la capillarita' sia un argomento preferibile ad altri per
spenderci del tempo, ci sono tanti altri esempi piu' espressivi e
anche piu' utili, perche' connessi a fenomeni della vita comune.
Insomma boccio in pieno l'idea di base.
> Ho trovato su internet diverse "spiegazioni" del fenomeno, tutte molto
> simili tra loro, ad es.:
> ...
> Piano piano i fiori di carta si aprono proprio come se sbocciassero,
> questo avviene perché l'acqua per il fenomeno della CAPILLARITA'
> penetra nei piccoli spazi presenti tra le fibre della carta
> gonfiandola, le piegature di conseguenza si distendono facendo
> "sbocciare" il fiore.
>
> Immagino che possa essere considerata una spiegazione sufficiente
> visto lo scopo (verificare l'esistenza del fenomeno della
> capillarita'), e l'utenza scolastica, anche se personalmente non mi e'
> ben chiaro perche' impregnandosi di acqua le fibre di carta si debbano
> distendere...
Appunto: a te (e a me) questa "spiegazione" non riesce affatto chiara.
Ma non importa: come ho gia' detto, va enunciata e appresa.
Puro catechismo.
Il fatto che tu dica di aver trovato vari riferimenti all'esperimento
e alla spiegazione, mi fa venire un sospetto.
Esiste un mondo di riviste e presumo siti internet in cui circola una
"didattica", spec. per le scuole elementare e media, di cui noi non
sappiamo niente, ma che e' tenuta a un livello che piace agli
insegnanti, perche' e' "interessante", "facile", insomma accessibile;
*agli insegnanti*, non ai ragazzi.
Sarebbe uno studio da fare, e poi ci aprirebbe un mondo di problemi...
--
Elio Fabri
Perche' tu devi pur sapere, aggiunse, mio ottimo Critone, che parlare
scorrettamente non solo e' cosa brutta per se medesima, ma anche fa
male all'anima.
lefthand
> Immagino che possa essere considerata una spiegazione sufficiente visto
> lo scopo (verificare l'esistenza del fenomeno della capillarita'), e
> l'utenza scolastica, anche se personalmente non mi e' ben chiaro perche'
> impregnandosi di acqua le fibre di carta si debbano distendere...
Perché le fibre all'interno della piegatura sono più vicine tra loro e
quindi la spinta interna ricevuta per capillarità è più forte rispetto a
quelle dell'altro lato che sono più stirate.
--
"E' un pezzo di merda. Si sta comportando da pezzo di merda pur di
salvare il suo culo flaccido..." (Nicole Minetti, PdL)
Soviet_Mario
hai colto molto più vicino al segno tu con l'intuizione.
Deformandole (rapidamente e a secco), accumuli una sorta di
energia elastica (okay, non è elastica, perché la viscosità
interna delle fibre è alta, conio sul momento la def. di
energia plastica, su cui torno).
In assenza di meccanismi che facilitano la rottura e
riformazione di legami H, la situazione si consolida nella
nuova posizione (a maggiore energia).
Fornendo un lubrificante (il meccanismo di funzionamento è
molto meno banale di un lubrificante passivo, si provi a
usare benzina al posto di acqua : invece l'acqua aiuta a
scollegare le catene cellulosiche e a riposizionarsi, in
modo reversibile).
Umettando, rendi accessibile uno stato prossimo al vecchio
stato "disteso" (in certa misura).
Il fatto è che lo scorrimento di un materiale composito come
la cellulosa non è esattamente né elastico né plastico, è
piuttosto simile alle deformazioni di un gomitolo di
spaghetti (inestensibili ma elastici alla curvatura, tipo
acciaio armonico) foderati di velcro.
Se li pieghi, come li lasci rimangono, entro certi limiti,
perché si reincollano nella nuova conformazione.
Eppure ricordano di essere stati sottoposti a tensioni, e se
con qualche mezzo rimuovi il velcro, i fili scattano al
vecchio posto.
Il velcro sono legami a idrogeno intra ma soprattutto
intercatene. L'acqua forma legami della stessa identica
natura con le catene, consentendo di scollare i punti meno
legati e più tesi, ma non, tout court, di disperdere le
fibre estensivamente (infatti la cellulosa non è solubile,
al max swella).
Questo fatto non è nemmeno esclusivo della carta. Sebbene in
misura minore (la lignina irrigidisce ed è meno idrofila),
anche il legno fa questo.
Patisce, in particolare, ripetuti cicli a secco e a umido,
posto sotto fatica. Si trovano infatti tetti secolari coi
travi dove si concentrano gli sforzi aggobbiti e incurvati
in modo appariscente. Ora i primi anni se li rimuovi,
ritornano quasi come in partenza. Ma dopo vari decenni,
anche le curve più marcate sono ormai stabilizzate. A ogni
stagione in materiale si è deformato un poco. Il legno si
sottrae alla fatica :-)
ciao
Soviet
>
> Ciao
Giacomo "Gwilbor" Boschi
> Io ha pensato che per capillarita' un po' di acqua risalira'
> lungo le fibre della carta, ma non riesco ad andare oltre
> che fare congetture (ad es. e' possibile che l'acqua
> riduca l'attrito tra le fibre e faciliti lo scorrimento delle
> fibre poste inizialmente in tensione?).
Qualcosa del genere. Quello che ho osservato io, è che il foglio bagnato
presenta una elasticità da asciutto non aveva: provando a richiudere i
petali, questi tendono a riaprirsi a molla.
Per dire qualcosa di più penso che bisognerebbe conoscere la struttura
intima della carta.
--
Giacomo "Gwilbor" Boschi
http://gwilbor.wordpress.com/
Giorgio Bibbiani
il thread e lo consegnero' all'interessata.
Ciao
--
Giorgio Bibbiani