IL  MOTO
Problemi
  1. CHI O CHE COSA SI MUOVE?
  2. COME SI STABILISCE SE UN CORPO SI MUOVE?
  3. COME SI DESCRIVE IL MOTO?
  4. QUALI SONO LE CAUSE DEL MOTO?
  5. QUALI MOTI?
  6. ESISTONO REGOLE O LEGGI CHE LI DESCRIVONO?
 Ipotesi

Studenti...

1. Si muovono corpi animati da volontà propria e da forze proprie e corpi inanimati, spinti da forze estranee al corpo stesso.

2. Occorre osservare il corpo e la sua posizione rispetto ad un altro preso come riferimento.

3. Si descrive osservando la linea tracciata dal corpo durante il moto, la distanza percorsa, il tempo impiegato e si può anche calcolare la velocità...

4. Occorrono forze...

5. Ci sono moti che hanno diverse traiettorie e diverse velocità.

6. Si può calcolare la velocità media di un'auto o di un podista dividendo la distanza percorsa per il tempo impiegato a percorrere tale distanza.

 
Verifiche delle prime ipotesi con semplici esperienze in classe e con disegni e discussione.

1. I nostri corpi in moto, i carrelli, le sferette con cui giochiamo ci confermano  sperimentalmente la prima ipotesi.

 

 

2. Nel disegno prodotto da uno studente  si conferma l'ipotesi 2. Infatti la barca B e la barca A si trovano in posizioni l'una rispetto all'altra tali da far osservare che probabilmente è cambiata la loro distanza, ma non è possibile stabilire quale delle due si è mossa.

Invece nel caso delle barche E ed F è possibile stabilire che si è mossa la barca F che si è avvicinata allo scoglio nella seconda vignetta in basso.
2. Se costruiamo un piccolo teatrino di cartone (una scatola da scarpe posta in modo da essere aperta verso il nostro sguardo) possiamo sempre sapere la posizione del nostro carrello rispetto alle pareti, misurando le distanze di un punto fisso individuato nel carrello da esse.
3. Facciamo scorrere il carrello con le ruote  bagnate nell'inchiostro su un cartoncino e possiamo osservare le tracce delle ruote che descrivono la traiettoria del moto; ripetiamo le prove immaginando di aver messo un osservatore sul carrello e arriviamo a concludere che rispetto all'osservatore il carrello non si è mosso e la traiettoria è un punto.

Costruiamo vari moti con traiettorie circolari (con un bullone che ruota attorno ad un dito sospeso ad uno spago) e giochiamo con un gioco da giardino costituito da una giostra su cui ci si siede al centro e alla periferia. La traiettoria descritta dai corpi alla periferia rispetto al corpo posto al centro è una circonferenza, mentre quella del corpo centrale è un punto.

Passiamo a esperimenti con la ruota di bicicletta del laboratorio meccanico: se mettiamo un pupazzo sul mozzo della ruota questo si trova come lo studente al centro della giostra e vede una traiettoria circolare descritta da un oggetto posto sulla ruota (ad esempio la valvola di chiusura dell'aria); se invece osserviamo noi la traiettoria sia del mozzo che di un corpo posto sulla ruota vedremo linee più complesse.

Allora facciamo tanti esempi discutendo sulle varie possibilità: un viaggiatore su un treno, la sua valigia, il capostazione. La descrizione dei moti cambia a seconda del sistema a cui facciamo riferimento:

A) ci riferiamo al capostazione: il treno, la valigia e il viaggiatore si muovono lungo una traiettoria descritta dai binari, e si allontanano sempre più dalla stazione nel tempo;

B) ci riferiamo al viaggiatore: il capostazione si allontana nel tempo sempre più in verso opposto a quello del caso A, e così la stazione, mentre la valigia e il treno sono sempre nella stessa posizione rispetto al viaggiatore.
Con queste osservazioni siamo in grado di dare risposta alla terza domanda.