Per eruzione vulcanica s’intende la fuoriuscita sulla superficie terrestre, in maniera più o meno esplosiva, di magma (una volta eruttato il magma prende il nome di lava) ed altri materiali gassosi provenienti dal mantello o dalla crosta terrestre. In genere un’eruzione vulcanica avviene o dal cratere principale di un vulcano o dai crateri secondari presenti nell’edificio vulcanico.
Con questo esperimento scientifico i bambini possono visualizzare l’aumento di pressione che si crea nella “camera magmatica” del vulcano per azione del calore e la conseguente fuoriuscita di gas e bombe vulcaniche.
una brocca d’acqua (all’acqua potete aggiungere colorante rosso e del detersivo per piatti)
un tappo di gomma da provette per la beuta
un tappo di gomma da provette per l’imbuto
un fornelletto da esterno
materiali leggeri come argilla espanza, terriccio da cactus, pezzetti di corteccia ecc.
Preparazione
1. praticare un foro al centro del tappo di gomma grande e inserire l’imbuto
2. riempire la beuta con 500 ml di acqua, quindi inserire sul collo della beuta il tappo con l’imbuto. Premere bene per fissarlo saldamente
3. appoggiare il tappo di gomma piccolo sull’apertura dell’imbuto, senza spingere. NON PREMERLO! (la beuta potrebbe esplodere)
4. riempire l’imbuto di materiali secchi (sempre senza spingere)
Esecuzione dell’esperimento
1. recarsi all’esterno (considerate che l’eruzione raggiunge vari metri di altezza, quindi meglio farlo all’aperto per evitare di colorare il soffitto!)
2. porre la beuta sul fornelletto
3. accendere il fornelletto e attendere a qualche metro di distanza
L’eruzione vulcanica fa parte della serie di esperimenti che vengono proposti durante la prima grande lezione cosmica in relazione alla formazione del pianeta Terra
Naturalmente questo esperimento deve essere eseguito da un adulto, mentre i bambini osservano, ma vale davvero la pena proporlo perchè è una rappresentazione più fedele alla realtà rispetto al vulcano bicarbonato di sodio e aceto. Inoltre l’eruzione è davvero spettacolare.
Esperimento scientifico: un termometro fatto in casa.
Scopo
Comprendere come funziona un termometro.
Età
Dai 9 anni.
Materiali
Acqua cannuccia trasparente plastilina o colla a caldo colorante alimentare bottiglia di plastica trasparente col tappo alcol denaturato un contagocce olio vaso col tappo imbuto.
Note di sicurezza
Finché usiamo i materiali ragionevolmente questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento ci farà comprendere come funziona un termometro
. nel vaso misceliamo una parte di acqua e una parte di alcol denaturato. Aggiungiamo del colorante alimentare. Dovremo preparare una quantità di soluzione che ci permetta di riempire completamente la bottiglia scelta, con un ciotolina di avanzo. Teniamo sempre coperta la soluzione, poiché l’alcol evapora molto facilmente
. versiamo la soluzione nella bottiglia evitando di farla traboccare
. per arrivare a riempirla fino al collo completiamo l’operazione con un contagocce. Teniamo coperta la soluzione col tappo o un bicchiere rovesciato
. inseriamo con delicatezza la cannuccia lasciando che almeno 10 centimetri di cannuccia rimangano fuori dalla bottiglia. La cannuccia non deve toccare il fondo della bottiglia e con la plastilina sigilliamo accuratamente la cannuccia attorno al collo della bottiglia
. se non abbiamo plastilina, possiamo praticare un foro nel tappo, far passare la cannuccia e sigillare tutto con la colla a caldo
. con il contagocce aggiungiamo nella cannuccia la soluzione che abbiamo tenuto da parte, di modo che nella cannuccia al di fuori della bottiglia ci siamo circa 5 centimetri di soluzione
. col contagocce inseriamo nella cannuccia poche gocce d’olio per isolare la soluzione alcolica e impedire che evapori
. possiamo fissare un pezzetto di cartoncino bianco alla cannuccia: questo ci permetterà di visualizzare meglio il liquido nella cannuccia, e ci permetterà di segnare il livello del liquido
. segniamo una tacca sul cartoncino per il termometro a temperatura ambiente
. mettiamo il termometro in una ciotola di acqua e ghiaccio e segniamo la tacca per il livello che il termometro raggiunge nella ciotola
. riportiamo il termometro a temperatura ambente, poi mettiamolo in un pentolino con acqua calda e segniamo la tacca per il livello che il termometro raggiunge nel pentolino
Chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La piccola colonna d’aria fornita dalla cannuccia consente al liquido di espandersi verso l’alto quando l’ambiente si scalda. Infatti, avrai notato che il liquido è salito nella cannuccia quando hai immerso il termometro nell’acqua calda. Avrai anche notato che il liquido è sceso nella cannuccia quando hai immerso il termometro nell’acqua col ghiaccio. Tutta la materia è fatta di particelle e tutte queste particelle sono in costante movimento. L’energia coinvolta in questo movimento è chiamata energia cinetica. Quando la temperatura della materia diminuisce, le sue particelle si muovono più lentamente, si avvicinano tra loro e l’energia cinetica diminuisce. Quando la temperatura aumenta, le particelle nella soluzione del termometro si muovono più velocemente e si allontanano tra loro quindi la soluzione si espande e sale nelle cannuccia. Quando usi il termometro, trasferisci la temperatura e l’energia cinetica dell’esterno alla soluzione all’interno del termometro. La soluzione nel termometro cambia per adattarsi alle nuove condizioni della soluzione e i risultati sono visibili e possono essere misurati. L’alcol è un liquido molto volatile, cioè evapora molto rapidamente. È per questo che mentre costruisci il termometro devi coprire i contenitori. Il termometro inoltre smetterà di funzionare una volta tutto l’alcol sarà evaporato.
Far diminuire la pressione interna ad un bicchiere tramite combustione.
Età
Dai 9 anni.
Materiali
Due bicchiere identici fiammiferi candela carta igienica acqua.
Note di sicurezza
Insegnare ai bambini come utilizzare i fiammiferi in sicurezza. Eseguire l’esperimento lontano da materiali infiammabili e legarsi i capelli.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o nell’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che è possibile far diminuire la pressione interna ad un bicchiere facendo bruciare al suo interno una candela
. impiliamo 4 fogli di carta igienica uno sull’altro per ottenere un quadrato spesso di carta e ritagliamo al centro un foro circolare del diametro di almeno 3 cm
. mettiamo una candela al centro del primo bicchiere, eventualmente fissandola con della cera o un po’ di pasta da modellare
. mettiamo la carta sul bordo del bicchiere
. accendiamo la candela
. bagniamo la carta facendo gocciolare dell’acqua
. immergiamo il bordo del secondo bicchiere in una ciotola d’acqua e posiamolo capovolto sul primo bicchiere
. dopo un po’ di tempo la candela si spegnerà
perché la fiamma avrà consumato tutto l’ossigeno, e si sarà creato un vuoto parziale nei due bicchieri. Grazie a questo vuoto potremo sollevare i due bicchieri uniti tra loro:
Esperimento scientifico: una candela che succhia l’acqua.
Scopo
Dimostrare che la combustione consuma ossigeno.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
Un piatto o un contenitore di plastica candeline da compleanno un vaso di vetro trasparente pasta da modellare acqua colorata.
Note di sicurezza
Insegnare ai bambini come utilizzare i fiammiferi in sicurezza. Eseguire l’esperimento lontano da materiali infiammabili e legarsi i capelli.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che la combustione consuma ossigeno
. per fissare la candelina al piatto possiamo usare un po’ di cera fusa oppure una pallina di pasta da modellare. Mettiamo quindi una candela in verticale in mezzo al piatto
. riempiamo il piattino con acqua e accendiamo la candela
. capovolgiamo un vaso trasparente sulla candela accesa
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni
. i bambini scopriranno che dopo alcuni secondi la candela si spegne, quindi il livello dell’acqua inizia a salire
. ripetiamo l’esperimento, ma questa volta con due candeline accese
. quando si spegneranno avranno risucchiato più acqua
. accendiamo tre candele e ripetiamo:
. proviamo con 5 candeline e un vaso più grande:
. quando si spegneranno avranno risucchiato tantissima acqua. L’effetto sarà velocissimo e davvero sorprendente
Osservazioni e conclusioni
Mentre le candeline bruciano all’interno del vaso, il calore fa espandere l’aria. Il vaso si riempie lentamente con l’aria calda che occupa più spazio rispetto all’aria fredda, quindi parte di essa fuoriesce dal vaso. Quando le candeline bruciano reagiscono con l’ossigeno presente nell’aria, questo riduce la quantità di ossigeno e aumenta la quantità di anidride carbonica nel vaso. L’ossigeno costituisce solo il 20% dell’aria e una candela smetterà di bruciare quando il livello di ossigeno scenderà a circa il 15%. Quando le candeline si spengono nel vaso, l’aria al suo interno si raffredda. Mentre l’aria si raffredda, la pressione all’interno del vetro diminuisce perché quando i gas si raffreddano si restringono. L’effetto del raffreddamento dei gas è molto maggiore della semplice perdita di ossigeno. Inoltre, parte dell’anidride carbonica formata dalla fiamma si dissolve nell’acqua, diminuendo ulteriormente la pressione. L’acqua al di fuori del vaso viene spinta nel vaso dalla pressione più alta dell’esterno rispetto all’interno del vaso.
Questo esperimento mostra una reazione da ossidazione e la pressione dell’aria.
Materiali
Pagliette non saponate aceto una bottiglia di vetro trasparente un palloncino.
Età
Dai 6 anni.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento mostra una reazione di ossidazione
. prendiamo alcuni fili di lana d’acciaio da una paglietta e mettiamoli in una bottiglia di vetro trasparente
. versiamo dell’aceto (o succo di limone) sulla lana d’acciaio
. fissiamo un palloncino sulla bocca della bottiglia e lasciamo riposare
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
L’aceto rimuove il rivestimento dalla lana d’acciaio, quindi l’acciaio, in presenza di ossigeno, inizia ad ossidarsi Mentre la reazione avviene, il palloncino verrà spinto nella bottiglia, perché la reazione di ossidazione consuma l’ossigeno contenuto nella bottiglia, riducendo la pressione al suo interno. Poiché la pressione all’esterno della bottiglia è maggiore della pressione all’interno della bottiglia, questa spingerà il pallone verso l’interno.
Osservare come un combustibile brucia in presenza di ossigeno, ma non in presenza di anidride carbonica.
Età
Dai 9 anni.
Materiali
Piattini due bottigliette di vetro lievito in polvere bastoncini per spiedini in legno e accendino oppure fiammiferi lunghi bicarbonato di sodio aceto o succo di limone due bicchierini acqua ossigenata.
Note di sicurezza
Insegnare ai bambini come utilizzare i fiammiferi in sicurezza. Eseguire l’esperimento lontano da materiali infiammabili e legarsi i capelli.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che un combustibile brucia in presenza di ossigeno, ma non in presenza di anidride carbonica
. mettiamo sul tavolo le due bottigliette una accanto all’altra
. riempiamo la prima bottiglietta per circa un terzo con acqua ossigenata e aggiungiamo del lievito
. agitiamo la bottiglietta con delicatezza, copriamola con un bicchiere capovolto, e lasciamo riposare per circa 10 minuti
. versiamo nella seconda bottiglietta 4 cucchiaini di bicarbonato e aceto bianco o succo di limone, versandolo poco alla volta. Copriamo anche questa bottiglietta con un bicchiere capovolto
. accendiamo la punta dello spiedino (o un lungo fiammifero) e aspettiamo che si formi una bella brace prima di spegnere
Togliamo il bicchiere dalla prima bottiglietta e inseriamo lentamente il bastoncino: la fiamma si riaccenderà
. passiamo il bastoncino acceso nella seconda bottiglietta: il fuoco si spegnerà
Possiamo ripetere l’esperimento più volte finché l’ossigeno non si esaurirà completamente nella prima bottiglietta
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Nella prima bottiglietta il contatto tra acqua ossigenata e lievito produce ossigeno perché l’acqua ossigenata è un veleno per il lievito. Il lievito si difende dall’acqua ossigenata trasformandola in composti innocui, cioè in acqua e ossigeno, per l’azione degli enzimi della perossidasi. L’ossigeno è un comburente, cioè aiuta la fiamma a bruciare, e per questo il bastoncino si accende. Nella seconda bottiglietta l’aceto e il bicarbonato di sodio subiscono una reazione chimica che porta alla formazione di anidride carbonica e di sodio acetato, un sale che rimane in soluzione. L’anidride carbonica ostacola il fuoco soffocando la combustione, ed è per questo che il bastoncino si spegne.
Dimostrare che una candela brucia in presenza di ossigeno e si spegne se viene a mancare.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
Almeno tre candele vassoi e ciotole almeno tre vasetti di vetro o bicchieri di diverse dimensioni.
Note di sicurezza
Insegnare ai bambini come utilizzare i fiammiferi in sicurezza.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che una candela brucia in presenza di ossigeno e si spegne se viene a mancare
. con la cera fissiamo le candele al fondo del supporto scelto
. accendiamo le candele e copriamole ognuna con un barattolo di dimensione diversa. Lasciamo una candela scoperta
. osserviamo le candele, facendo attenzione a quando si spengono
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La candela ha bisogno di ossigeno per bruciare, e l’ossigeno è nell’aria. Quando l’ossigeno si esaurisce nel vaso, la candela si spegne. In un barattolo più piccolo ci sarà meno aria, quindi meno ossigeno, di conseguenza le candele coperte dai vasetti più piccoli si spegneranno prima.
Osservare che la candela brucia in presenza di ossigeno, ma non in presenza di anidride carbonica.
Materiali
Candele di compleanno o candele a stelo aceto o succo di limone lievito secco in polvere vaso di vetro pulito cucchiaio fiammiferi piccolo pezzo di pasta da modellare o cera.
Note di sicurezza
Insegnare ai bambini come utilizzare i fiammiferi in sicurezza.
Età
Dai 6 anni.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o nell’intera classe.
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che la candela brucia in presenza di ossigeno, ma non in presenza di anidride carbonica
. prendiamo un piccolo pezzetto di pasta da modellare e pressiamolo bene sul fondo del primo barattolo
. incastriamo bene una candelina nella pasta
. versiamo con cura un cucchiaio di lievito dentro il vaso, tutto intorno alla candela, distribuendolo uniformemente
. accendiamo la candela con un fiammifero
. versiamo lentamente e delicatamente una piccola quantità di aceto nel barattolo
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La candela brucia per un po’ e poi si spegne. L’atmosfera terrestre è formata da vari gas, tra i quali ossigeno, azoto e anidride carbonica. L’ossigeno e l’azoto sono leggeri. L’ossigeno ha la proprietà di aiutare il fuoco a bruciare. L’anidride carbonica è più pesante degli altri gas e non permette alle sostanze di bruciare in sua presenza. Quando aggiungiamo l’aceto al lievito, le due sostanze reagiscono tra loro. Questa reazione produce anidride carbonica, che è più pesante dell’ossigeno, e per questo riempie la parte più bassa del vaso, spingendo via l’ossigeno. Quando l’anidride carbonica prodotta dalla reazione riempie il vaso, la fiamma della candela si spegne. Il fuoco, infatti, non può ardere in presenza di anidride carbonica. La fiamma della candela si spegne quando non ha più ossigeno da bruciare. Lo stesso principio si applica agli estintori, che sono riempiti di anidride carbonica sotto pressione. Gli estintori infatti soffocano gli incendi togliendo l’ossigeno al fuoco.
Mostrare gli effetti della riflessione della luce.
Età
Dai 10 anni.
Materiali
Una bottiglia di plastica trasparente punteruolo o forbici acqua torcia o puntatore laser lavandino o bacinella una stanza facilmente oscurabile.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra gli effetti della riflessione della luce
. pratichiamo un foro nella bottiglia di plastica a circa 5 centimetri dal fondo
. copriamo provvisoriamente il foro con del nastro isolante o col dito e riempiamo la bottiglia di acqua
. avvitiamo il tappo alla bottiglia
. oscuriamo la stanza e togliamo il tappo della bottiglia: l’acqua fluirà in un arco
. facciamo brillare la torcia attraverso il flusso d’acqua puntandola sul lato opposto al foro. Se necessario copriamo una parte della torcia con le dita per restringere il raggio
Osservazioni e conclusioni
La luce si piega con l’arco d’acqua e crea un bagliore luminoso dove l’acqua tocca il lavandino. Quando la luce nella corrente d’acqua colpisce il confine tra l’acqua e l’aria, gran parte della luce viene riflessa nel flusso d’acqua. La luce continua questa riflessione interna lungo tutto l’arco formato dall’acqua che cade. Lo stesso principio è usato per trasmettere segnali luminosi attraverso fibre ottiche flessibili.
Dimostrare che l’acqua e i metalli assorbono calore impedendo a oggetti infiammabili di bruciare.
Età
Dai 9 anni.
Materiali
Candela accendino o fiammiferi 2 Palloncini una moneta filo di cotone 2 scatoline di carta 2 sacchetti di plastica 2 bicchieri di plastica acqua (eventualmente colorata con coloranti alimentari o acquarelli) mascherina.
Note di sicurezza
Eseguire l’esperimento all’aperto o in una stanza ben aerata. Insegnare ai bambini come utilizzare i fiammiferi in sicurezza. Indossare una mascherina.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che l’acqua e i metalli assorbono calore impedendo a oggetti infiammabili di bruciare
. accendiamo la candela
. mettiamo un pezzetto di filo di cotone sulla fiamma della candela: brucerà
. prendiamo un altro pezzo di filo, leghiamogli una moneta e mettiamolo sulla fiamma: il filo non brucerà
. mettiamo una scatolina sulla fiamma: brucerà
. versiamo dell’acqua in un’altra scatolina e mettiamola sulla fiamma: la scatolina non brucerà
. mettiamo un bicchiere sulla fiamma: brucerà
. mettiamo delle monete in un altro bicchiere e mettiamolo sulla fiamma: il bicchiere non brucerà
. gonfiamo un palloncino e mettiamolo sulla candela: esploderà. Mettiamo un po’ d’acqua in un altro palloncino e gonfiamolo
. avviciniamo lentamente il palloncino alla candela: il palloncino non esploderà
. mettiamo un sacchetto sulla fiamma: brucerà
. mettiamo dell’acqua in un altro sacchetto e mettiamolo sulla fiamma: il sacchetto non brucerà
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
L’acqua assorbe molto bene il calore. Le pareti sottilissime del palloncino consentono al calore di attraversarle senza problemi e riscaldare l’acqua all’interno. L’acqua più vicina alla fiamma si riscalda e inizia a salire, così l’acqua più fredda la sostituisce e assorbe il calore della candela. Il lo scambio di acqua calda e fredda continua a circolare all’interno del palloncino, che per questo motivo non scoppia. La fuliggine sul fondo del pallone è in realtà carbonio che si è depositato lì dalla combustione dello stoppino: questa fuliggine rende il palloncino più resistente al fuoco. Usare l’acqua per controllare il calore è un processo molto interessante: il nostro corpo, ad esempio, si raffredda espellendo il sudore.
Indagare l’effetto di diversi liquidi sulla tensione superficiale dell’acqua.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
Sapone liquido vari liquidi domestici, ad esempio: aceto, latte, olio da cucina, balsamo, soia di salsa vaschetta del ghiaccio o portauova un cartone del latte pepe macinato o altra spezia cotton fioc o bastoncini per spiedini teglia o ampio contenitore.
Note di sicurezza
Dopo l’esperimento gettare l’acqua saponata per evitare che venga accidentalmente ingerita.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento indaga l’effetto di diversi liquidi sulla tensione superficiale dell’acqua
. prepariamo un vassoio per cubetti di ghiaccio o un contenitore per uova con una piccola quantità di diversi liquidi domestici in ogni compartimento
. mettiamo un po’d’acqua in un piatto fondo. Cospargiamo la superficie dell’acqua con pepe macinato o altra spezia
. immergiamo un’estremità del cotton fioc in un liquido alla volta e proviamo ad immergerla nell’acqua, osservando il risultato
. da ultimo immergiamo il cotton fioc imbevuto di sapone liquido
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni e scegliamo quale liquido è il migliore
. prendiamo un contenitore vuoto del latte e ritagliamo una barchetta lunga circa 4 cm. Ritagliamo una piccola tacca sul retro della barchetta
. riempiamo una teglia con acqua
. posizioniamo la barchetta sulla superficie dell’acqua
. immergiamo un cotton fioc nel detersivo liquido e usiamolo per toccare l’acqua vicina alla parte posteriore della barca
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La superficie dell’acqua è un po’ come la superficie di un palloncino gonfio. Nel palloncino ogni molecola della gomma le molecole che le stanno intorno. La superficie dell’acqua è simile perché ogni molecola d’acqua tira le molecole che le stanno intorno. Se si conficca uno spillo in un palloncino, la gomma si allontana da quel punto. Qualcosa di simile accade quando si mette del sapone sulla superficie dell’acqua. Quando mettiamo il sapone accanto al retro della barchetta, l’acqua si muove la parte posteriore della barca è spinge la barca in avanti, proprio come i gas caldi che escono dal fondo di un razzo lo spingono verso l’alto. In natura, quando un uccello sbatte le ali preme verso il basso l’aria, e di conseguenza va verso l’alto. Quando nuotiamo le braccia spingono l’acqua all’indietro e questo è ciò che ci fa muovere in avanti. Nel caso della barchetta alimentata a sapone, l’acqua viene spinta all’indietro dal sapone, e per questo la barca va avanti. Senza sapone, l’acqua tira la barca da tutte le direzioni, e di conseguenza il suo movimento è minimo.
Dimostrare le proprietà della tensione superficiale dell’acqua.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
Uno stuzzicadenti shampoo una bacinella d’acqua forbici.
Note di sicurezza
Dopo l’esperimento gettare l’acqua saponata per evitare che venga accidentalmente ingerita.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra le proprietà della tensione superficiale dell’acqua
. arrotondiamo una delle punte dello stuzzicadenti con le forbici e usiamola per tamponare un po’ di shampoo
. mettiamo lo stuzzicadenti nella bacinella
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Lo stuzzicadenti inizierà a muoversi nella direzione della punta appuntita. Lo shampoo contiene agenti che riducono la tensione superficiale dell’acqua. Non appena lo shampoo sulla punta dello stuzzicadenti si scioglie, riduce la tensione superficiale dell’acqua attorno, liberando così la presa dell’acqua su quella estremità dello stuzzicadenti. L’acqua attorno all’altra estremità dello stuzzicadenti ha ancora tensione superficiale, quindi tira lo stuzzicadenti in quella direzione.
Dimostrare le proprietà della tensione superficiale dell’acqua.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
Un vaso cilindrico pieno d’acqua talco detersivo per i piatti.
Note di sicurezza
Dopo l’esperimento gettare l’acqua saponata per evitare che venga accidentalmente ingerita.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra l’azione della tensione superficiale
. riempiamo il vaso di acqua e cospargiamo di talco la superficie dell’acqua
. il talco galleggerà sulla superficie: la tensione superficiale dell’acqua è tale da trattenere le piccole particelle di polvere sulla superficie
. ora mettiamo una goccia di detersivo per piatti nell’acqua
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Il sapone rompe la tensione superficiale dell’acqua permettendo talco di cadere nell’acqua. È interessante da guardare: la polvere cadrà semplicemente attraverso il foro creato dal sapone: il resto continuerà a rimanere in cima all’acqua, come neve che cade da una nuvola.
Acqua un piatto fondo pepe macinato (o altre spezie in polvere) detersivo liquido.
Note di sicurezza
Dopo l’esperimento gettare l’acqua saponata per evitare che venga accidentalmente ingerita. Non toccarsi gli occhi e il naso dopo aver maneggiato il pepe.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra la tensione superficiale
. versiamo l’acqua nel piatto
. cospargiamo la superficie dell’acqua con pepe macinato
. versiamo una goccia di detersivo per i piatti sulla punta di un dito
. tocchiamo con la punta del dito la superficie dell’acqua, al centro del piatto
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni. Cosa è successo? Perché?
Osservazioni e conclusioni
La maggior parte dei granelli di pepe è sfrecciata ai lati del piatto e alcuni granelli sono caduti sul fondo. La prima domanda da porsi è: “Perché i fiocchi di pepe galleggiano? Perché non affondano o si dissolvono nell’acqua?” Il pepe è idrofobo, cioè l’acqua non è attratta dal pepe, e per questo il pepe non può dissolversi in essa. I granelli di pepe galleggiano perché le molecole d’acqua si attraggono tra di loro e sulla superficie si comportano come un sottile film elastico. Poiché i fiocchi di pepe sono leggeri e idrofobi, la tensione superficiale li fa galleggiare sopra. La domanda successiva a cui pensare è: “Perché il pepe fugge ai bordi del piatto quando il sapone tocca l’acqua?” Il sapone riduce la tensione superficiale dell’acqua, riducendo la reciproca attrazione delle molecole d’acqua. Lungo i bordi del piatto, lontani dal sapone, la tensione superficiale dell’acqua non cambia, quindi attrae il pepe. Il sapone quindi rompe la tensione superficiale e quando la tensione superficiale si rompe, il pepe viene tirato verso i bordi del piatto. L’acqua da sola non è in grado di eliminare lo sporco da un piatto o un tessuto. I detersivi hanno grandi proprietà: si dissolvono nell’acqua, riducendo la reciproca attrazione delle sue molecole, mentre attirano e legano insieme piccole particelle di sporco. In questo modo, lo sporco viene staccato dal piatto o dal tessuto e disperso in acqua, e questo consente un lavaggio efficace.
Conoscere i processi coinvolti nella produzione della ricotta.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
2 parti di kefir 1 parte di latte intero.
Si può utilizzare kefir pronto oppure prepararlo con i granuli di fungo tibetano per kefir
Note di sicurezza
Spiegare ai bambini come evitare i pericoli legati uso dei fornelli e di materiali molto caldi.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento ci aiuterà a conoscere i processi coinvolti nella produzione della ricotta
. portiamo il latte a ebollizione, quindi versiamo il kefir e mescoliamo. Il coagulo dovrebbe iniziare ad apparire dopo pochi secondi
. mescoliamo delicatamente tenendo il fuoco basso
. i grumi diventano sempre più grandi e il siero di latte si separa dai grumi
. mettiamo una garza o un panno di lino o un pezzo di collant in un colino e scoliamo il nostro composto
. facciamo gocciolare bene il siero
. quindi mettiamo la ricotta in un piatto
. condiamo con sale e se vogliamo aggiungiamo spezie a piacere e olio
. dopo la produzione di ricotta avremo come avanzo di produzione il siero di latte. Il siero di latte contiene molto calcio e altri sali minerali. Sfortunatamente, non ha un buon sapore. Puoi provarlo a bere, oppure darlo ai tuoi animali domestici (ai miei gatti piace) o usarlo per innaffiare le piante.
Osservazioni e conclusioni
Il latte è costituito da acqua, zuccheri, proteine (tra le quali la caseina), grassi e sali minerali uniti in una miscela chiamata colloide.
Un colloide è una miscela che non si separa col passare del tempo (come l’acqua e la sabbia) e nemmeno può essere separata con un normale filtraggio.
Normalmente le molecole di caseina si respingono a vicenda, ma se il pH del latte diminuisce, le molecole di caseina si attraggono improvvisamente l’una con l’altra. Questo le fa aggregare tra loro a forme una sostanza che non è latte, ma cagliata.
Questo processo è detto coagulazione.
Il liquido che rimane dopo la coagulazione è il serio di latte.
Il pH del latte può essere abbassato in diversi modi. Nella nostra ricetta abbiamo abbassato il pH aggiungendo il kefir, che è acido.
Il kefir avvia il processo di coagulazione e il calore accelera la reazione.
Conoscere i processi coinvolti nella produzione del burro.
Età
Dai 4 anni.
Facciamo il burro coi bambini Materiali
. panna (la più grassa che trovi) . un vaso di vetro o plastica con coperchio a tenuta grande 3 volte almeno la quantità di panna . una bottiglia di plastica (facoltativa) . una ciotola . acqua corrente.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Facciamo il burro coi bambini Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. almeno cinque ore prima di eseguire l’esperimento tiriamo la panna fuori dal frigo, in modo che al momento di utilizzarla sia a temperatura ambiente
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. versiamo la panna nel barattolo e avvitiamo il coperchio con cura. Per iniziare si può usare una bottiglia di plastica, e poi travasare la panna in un vaso
. iniziamo a scuotere il barattolo (o la bottiglia) avanti e indietro, finché non si forma il burro: questa operazione potrebbe richiedere da 5 a 20 minuti
. scegliendo una colonna sonora per questa fase, e passandosi il barattolo a turno tra più bambini, scuotere il barattolo sarà più divertente
. di tanto in tanto chiediamo ai bambini di guardare all’interno del barattolo
. la panna si ispessisce gradualmente man mano che scuotiamo il barattolo. Ad un certo punto diventerà così densa che si muoverà molto meno mentre scuotiamo: la panna sarà diventata panna montata. In questa fase la panna potrebbe rivestire le pareti del barattolo, e può essere il momento di travasare la panna dalla bottiglia al barattolo
. continuiamo a scuotere il barattolo, finché non sentiremo come uno sciabordio. A questo punto infatti il burro si sarà separato dal siero. Questo cambiamento avviene all’improvviso, in pochi secondi
. il burro sarà di un colore giallo pallido, mentre il liquido sarà chiaro e lattiginoso. Il contenuto del barattolo sarà ben visibile adesso perché agitando il siero laverà le pareti del barattolo mentre il grumo solido di burro sbatterà di qua e di là
. apriamo il barattolo, vuotiamolo del liquido e rimettiamo il coperchio. Scuotiamo nuovamente per separare altro liquido dal burro. Ripetiamo l’operazione più volte
. togliamo il pezzo di burro dal barattolo e mettiamolo in una ciotola di acqua fredda
. laviamoci le mani e impastiamo delicatamente il burro per rimuovere eventuale altro siero presente
. ripetiamo più volte, usando ogni volta acqua fredda pulita. Questa operazione è molto importante, perché se non rimuoviamo accuratamente il liquido dal burro, questo non potrà conservarsi molto a lungo e diventerà presto rancido
. mettiamo il burro in un contenitore e poniamolo una decina di minuti in frigorifero
. spalmiamo un po’ del nostro burro su dei cracker o sul pane, così i bambini potranno assaggiarlo
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Quando scuotiamo la panna abbastanza a lungo, i piccoli globuli di grasso che contiene si legano tra loro e inglobano le proteine, formando una sostanza solidificata: il burro. Il liquido residuo è il siero. Il latte di mucca appena munto è composto da panna e latte insieme. La panna è meno densa del latte, quindi galleggia sulla superficie e può essere rimossa. Il latte scremato è il latte rimasto dopo la rimozione della panna.
Questo articolo fa parte dell’Album di Vita pratica:
Conoscere i processi coinvolti nella produzione di una cagliata di latte.
Materiali
2 tazze di latte fresco intero (non a lunga conservazione) 1/4 di cucchiaino di sale da tavola 2 cucchiai di aceto bianco carta casa normale attrezzatura da cucina (pentole, ciotole, misurini, mestoli, ecc.) scolapasta.
Note di sicurezza
Spiegare ai bambini come evitare i pericoli legati uso dei fornelli e di materiali molto caldi.
Presentazione
Questa attività può essere mostrata a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe.
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che con questo esperimento faremo una cagliata e scopriremo i processi chimici che la provocano
. versiamo il latte in una pentola
. riscaldiamo a fuoco lento, mescolando
. togliamo dal fuoco appena sembra che il latte stia per iniziare a sobbollire, cioè quando ha una temperatura di 80 gradi centigradi
. aggiungiamo al latte il sale e l’aceto e mescoliamo molto delicatamente per 5 secondi: il latte comincerà a separarsi in granuli bianchi e un liquido leggermente giallastro
. abbiamo ottenuto la cagliata e il siero di latte
. utilizzando un mestolo forato o un setaccio fine, trasferiamo delicatamente la cagliata in uno scolapasta foderato di carta assorbente
. la cagliata è un formaggio molto semplice. Puoi mangiarlo col cucchiaino o spalmarlo sul pane
. si conserva qualche giorno in frigorifero.
Osservazioni e conclusioni
Il latte è costituito da acqua, zuccheri, proteine (tra le quali la caseina), grassi e sali minerali uniti in una miscela chiamata colloide. Un colloide è una miscela che non si separa col passare del tempo nel tempo (come l’acqua e la sabbia) e nemmeno può essere separata con un normale filtraggio. Normalmente le molecole di caseina si respingono a vicenda, ma se il pH del latte diminuisce, le molecole di caseina si attraggono improvvisamente l’una con l’altra. Questo le fa aggregare tra loro a forme una sostanza che non è latte, ma cagliata. Questo processo è detto coagulazione. Il liquido che rimane dopo la coagulazione è il serio di latte. Il pH del latte può essere abbassato in diversi modi. Nella nostra ricetta abbiamo abbassato il pH aggiungendo l’aceto, che è un acido. L’aceto avvia il processo di coagulazione e il calore accelera la reazione.
Questo articolo fa parte dell’Album di Vita pratica:
Merenda atomica, una dolce attività scientifica per conoscere la tavola periodica degli elementi.
Scopo
Familiarizzare con la tavola periodica e la struttura atomica degli elementi.
Età
Dai 9 anni.
Materiali
– Confetti colorati tipo Smarties o M&M’s. Per chi non apprezza i confetti si possono sostituire con cereali o frutta – grandi biscotti rotondi (diametro di almeno 10 cm) o pane ritagliato col coppapasta e crema spalmabile del nostro tipo preferito e di colore preferibilmente chiaro (ad esempio formaggio spalmabile con poco zucchero e aroma di vaniglia) ecc. – in alternativa yogurt o gelato o budino o crema pasticcera in una scodellina tonda, sempre con l’aggiunta di confetti colorati – tavola periodica stampata o da consultare online (ad esempio qui: https://www.ptable.com/?lang=it ).
Note di sicurezza
Verificare la presenza di eventuali intolleranze alimentari o allergie nei bambini.
Presentazione
. Questa attività può essere presentata a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che faremo insieme i modelli dei primi sei elementi della tavola periodica: idrogeno, litio, berillio, sodio, magnesio, e potassio. Saranno la nostra merenda!
. stabiliamo in che modo assegnare neutroni elettroni e protoni, ad esempio: blu = elettrone, rosso = protone verde = neutrone (oppure: elettroni=anellini di cereali, protoni=uvetta, neutroni = lamponi)
. prendiamo la base scelta decisi ad occuparci dell’idrogeno e calcoliamo i confetti (o gli altri ingredienti scelti) che ci servono consultando la tavola periodica
. leggiamo il numero atomico dell’idrogeno (il numero in alto a sinistra): 1
. leggiamo la massa atomica (sotto al simbolo dell’elemento) = 1,008 (arrotondato): 1 La massa atomica si arrotonda per eccesso o per difetto
. ricordiamo: protoni = numero atomico = 1 confetto rosso elettroni = protoni = 1 confetto blu neutroni = (massa atomica – numero atomico) = (1 – 1) = 0 (l’idrogeno 1 non ha neutroni) = nessun confetto giallo)
. mettiamo il confetto rosso al centro (il nucleo è formato da protoni + neutroni)
. mettiamo il confetto blu verso il margine del disco (gli elettroni ruotano attorno al nucleo)
Perossido d’idrogeno (acqua ossigenata) una patata cruda un bicchiere.
Note di sicurezza
L’acqua ossigenata non va ingerita e non deve entrare in contatto con gli occhi.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra la presenza dell’enzima catalasi nella patata
. versiamo del perossido di idrogeno nel bicchiere e aggiungiamo una fetta di patata sbucciata
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni, facendo particolare attenzione alla presenza di bolle di gas.
Osservazioni e conclusioni
Nelle patate è presente un particolare enzima detto catalasi. Gli enzimi si trovano in tutte le cellule viventi. Il loro compito è quello di scomporre le sostanze chimiche alimentari in qualcosa di più semplice e facile da elaborare. La catalasi nella patata scompone il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno.
Usare gli steli del dente di leone per dimostrare l’osmosi e introdurre i concetti di idrofilo e idrofobo.
Materiali
Denti di leone appena colti una bacinella d’acqua.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra l’osmosi
. prendiamo uno stelo di dente di leone e dividiamolo nel senso della lunghezza tirando in direzioni opposte
. poniamo gli steli divisi in contenitore pieno d’acqua e osserviamo i gambi arricciarsi assumendo forme di spirale
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
L’interno dello stelo del dente di leone è idrofilo, cioè assorbe acqua. La parola idrofilo significa “amante dell’acqua”. L’interno dello stelo è infatti la parte che assorbe l’acqua. Quando mettiamo lo stelo diviso nella bacinella, l’interno dello stelo ha la possibilità di assorbire davvero tanta acqua. Attraverso il processo di osmosi l’acqua passa dalla bacinella alle cellule dell’interno dello stelo. L’esterno dello stelo è idrofobo, cioè respinge l’acqua. La parola idrofobo significa “che odia l‘acqua. Così mentre le cellule idrofile (interne) assorbono acqua e si gonfiano, le cellule idrofobe (esterne) rimangono della stessa dimensione. La dimensione maggiore delle cellule su un lato del gambo forza lo stelo ad arricciarsi in varie forme.
Esperimento scientifico: l’arcobaleno in una stanza.
Scopo
In questo esperimento rifrangiamo la luce del sole attraverso l’acqua.
Età
Dai 4 anni.
Materiali
Luce del sole torcia contenitore trasparente specchietto vecchio cd fogli di carta bianca acqua.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe.
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che la luce che percepiamo come bianca è composta dai colori dell’arcobaleno
. in una stanza in penombra illuminiamo un contenitore pieno d’acqua con la torcia
. proviamo varie angolazioni finché non vedremo apparire sul muro un piccolo arcobaleno
. ora usciamo all’aperto o andiamo in una stanza ben illuminata dai raggi del sole e versiamo l’acqua in un contenitore trasparente riempendolo circa a metà
. immergiamo lo specchietto in modo che la parte immersa dello specchietto venga colpita dai raggi del sole
. incliniamo lo specchietto finché non vedremo il nostro arcobaleno, quindi appendiamo in foglio di carta bianca per vederlo meglio
. lasciamo il foglio bianco appeso e proviamo a inclinare un cd in modo che riceva i raggi del sole
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La luce, quando viene rifratta nel modo giusto, si separa nei colori che la compongono. Con la parola rifrazione intendiamo il modo in cui la luce si piega quando passa attraverso mezzi diversi, come il vetro o l’acqua. La luce che di appare bianca è una combinazione di tutti i colori visibili. Quindi, quando la luce si piega, tutti i suoi componenti (rosso, arancione, giallo, verde, blu e indaco) si piegano. Ognuno di questi colori si piega con un’angolazione diversa perché ogni colore viaggia a una velocità diversa all’interno dell’acqua o del vetro.
Un arcobaleno è un’eccellente dimostrazione della rifrazione della luce. Dopo o durante la pioggia, puoi vedere un arcobaleno se la luce del sole colpisce le goccioline d’acqua nell’aria ad una certa angolazione.
L’effetto dei nostri esperimenti non somiglia esattamente all’arcobaleno che vediamo nel cielo dopo la pioggia, ma condivide con esso le stesse caratteristiche generali per quanto riguarda i colori e il loro ordine. I nostri esperimenti e l’arcobaleno che appare nel cielo condividono gli stessi principi: la rifrazione e la riflessione.
Nella prima parte dell’esperimento, rifrangiamo la luce della torcia attraverso l’acqua. Quando facciamo brillare la luce bianca della torcia o del sole nell’acqua, la luce si piega. A seconda del tipo di torcia che abbiamo a disposizione l’effetto sarà più o meno marcato.
Nella seconda parte dell’esperimento i diversi colori della luce solare vengono rifratti da diversi angoli perché hanno lunghezze d’onda diverse. Di conseguenza, quando la luce bianca viene rifratta, viene separata in diversi colori, fenomeno che prende il nome di “dispersione”. Quando riflettiamo la luce fuori dall’acqua usando lo specchio, riflettiamo la stessa luce bianca ma scomposta dalla rifrazione nei colori dell’arcobaleno.
Nella terza parte dell’esperimento la luce non viene rifratta, ma diffranta. Nella rifrazione, come abbiamo visto, la luce subisce una deviazione passando da un mezzo a un altro. Nella diffrazione la luce non cambia mezzo, ma devia il suo percorso perché nel mezzo sono presenti degli ostacoli.
Il cd si comporta come un reticolo di diffrazione, uno strumento ottico usato in laboratorio per separare i colori della luce. In un cd le informazioni sono immagazzinate in una singola traccia a forma di spirale, molto densa, che corre dal centro al bordo del disco. I solchi del cd deviano e diffondono la lucei in modo diverso per le diverse lunghezze d’onda, cioè per i diversi colori: i colori si sparpagliano in modo simile alle onde del mare quando arrivano all’imboccatura di un porto: incontrando l’ostacolo, si irradiano in tutte le direzioni, interferendo non solo fra loro ma anche con quelle in arrivo.
I reticoli di diffrazione sono presenti anche in natura. Per esempio, i colori iridescenti delle piume del pavone, della madreperla, le ali delle farfalle e di altri insetti.
Perchè i tramonti sono rosso arancio? Un esperimento scientifico per bambini della scuola d’infanzia e primaria.
Scopo
Dimostrare che i tramonti ci appaiono rosso-arancio a causa delle lunghezze d’onda dei colori dello spettro solare e del movimento della terra intorno al sole.
Età
Dai 5 anni.
Materiali
Un contenitore trasparente acqua sostanza lattiginosa (sapone, latte, latte in polvere, yogurt, cera per pavimenti, ecc.) una torcia elettrica che emetta luce bianca una stanza buia.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che i tramonti ci appaiono rosso-arancio a causa delle lunghezze d’onda dei colori dello spettro solare, e del movimento della terra intorno al sole
. mettiamo il contenitore dove possa essere osservato da tutti i lati
. riempiamolo per ¾ con acqua. Mettiamo la torcia accesa contro una parete del contenitore così suo raggio passi attraverso l’acqua. Proviamo a individuare il fascio di luce nell’acqua: si potranno vedere particelle di polvere, tuttavia sarà piuttosto difficile individuare esattamente il fascio
. tenendo la torcia in posizione aggiungiamo goccia a goccia la sostanza lattiginosa finché il fascio di luce non diverrà ben visibile
. osserviamo il raggio: nella zona più vicina alla torcia apparirà azzurro, mentre nella zona più lontana apparirà rosso-arancio
. più sostanza lattiginosa aggiungiamo, più saranno visibili l’azzurro all’inizio e l’arancio alla fine. Più sostanza lattiginosa aggiungiamo all’acqua, più il fascio di luce si diffonderà nel liquido
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La luce solare ci appare bianca perché contiene tutti i colori nello stesso raggio. Ognuno di questi colori si sposta con onde più o meno ampie.
Quando la luce entra nell’atmosfera si scontra coi gas e le altre particelle contenute nell’aria. I colori con onde più corte, cioè il violetto e l’azzurro, si scontrano con le particelle e vengono deviati e riflessi in tutte le direzioni. Per questo, ovunque si guardi, i raggi che arrivano ai nostri occhi appaiono azzurri. I colori con onde più lunghe, cioè il rosso e l’arancio, scavalcano le particelle e continuano il loro tragitto. Per questo, all’alba e al tramonto, quando i raggi arrivano sulla terra lunghi e obliqui, vediamo il cielo rosso-arancio. Quando il raggio della torcia viaggia attraverso l’aria, non possiamo vedere il fascio di lato perché l’aria è uniforme, e la luce della torcia viaggia in linea retta. Lo stesso vale quando il fascio viaggia attraverso l’acqua, poiché l’acqua è uniforme, e il fascio viaggia in linea retta. Potremo intravedere il fascio di luce solo se nell’aria o nell’acqua sono presenti particelle di polvere. Quando abbiamo versato la sostanza lattiginosa nell’acqua, abbiamo aggiunto molte piccole particelle di proteine e grassi in sospensione nell’acqua Che cosa significa questo esperimento e cosa ha a che fare col cielo azzurro e i tramonti arancio? L’azzurro del cielo è luce solare dispersa dalle particelle di polvere nell’atmosfera. Se non ci fosse alcuna dispersione, e tutta la luce viaggiasse direttamente dal sole alla terra, il cielo apparirebbe nero avviene di notte. La luce viene diffusa dalle particelle di polvere nello stesso modo della luce della torcia dispersa dalle particelle lattiginose in questo esperimento.
Al tramonto o all’alba, la luce del sole effettua un percorso più lungo attraverso l’atmosfera rispetto a quanto avviene durante le ore del giorno e per questo puoi vedere i colori dall’altra parte dello spettro: rossi e arancioni.
Perché l’alba sembra diversa dal tramonto? E’, simmetricamente, lo stesso fenomeno, e se le condizioni atmosferiche fossero identiche nei due passaggi avremmo albe identiche ai tramonti. La differenza sostanziale sta nella temperatura e nella quantità di polveri sottili sospese nell’aria. All’alba l’aria è più pulita e più fresca, al tramonto invece l’aria è più calda e ricca di particelle, soprattutto a causa delle attività umane.
Un materiale trasparente, come il vetro o l’acqua, può effettivamente riflettere la luce meglio di uno specchio, se si guarda dalla giusta angolazione.
Età
Dai 10 anni.
Materiali
Un contenitore di vetro trasparente latte (o del latte in polvere) un laser è la scelta migliore, se disponibile, altrimenti una torcia.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra come il vetro o l’acqua possono effettivamente riflettere la luce meglio di qualsiasi specchio, guardando dalla giusta angolazione
. svolgiamo l’esperimento in una stanza buia
. riempiamo il contenitore trasparente con acqua
. teniamo il puntatore laser o la torcia a lato del contenitore, in modo che la luce risplenda nell’acqua
. aggiungiamo il latte una goccia alla volta, mescolando dopo ogni goccia, finché non si vede il raggio di luce che passa attraverso l’acqua
. dirigiamo il raggio di luce verso l’alto in modo che colpisca la superficie dell’acqua da sotto
. muoviamo la torcia in modo che il raggio di luce colpisca la superficie dell’acqua all’incirca ad angolo retto, poi cambiamo lentamente l’angolo in cui il raggio di luce colpisce la superficie dell’acqua
. continuiamo a sperimentare finché non troveremo l’angolo con cui il raggio trasmesso scompare completamente. A questo angolo, chiamato l’angolo critico, tutta la luce viene riflessa nell’acqua
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
In generale, quando un raggio di luce (il raggio incidente) colpisce l’interfaccia tra due materiali trasparenti, come l’aria e l’acqua, parte del raggio viene riflessa e parte di essa prosegue oltre. Il raggio di luce viene piegato, o rifratto, mentre passa da un materiale all’altro. L’angolo critico (o angolo limite) è l’angolo oltre il quale si ottiene una riflessione interna totale.
La luce si sposta dall’acqua all’aria e si flette verso l’acqua. Ad un certo angolo, la flessione sarà così forte che il raggio rifratto sarà diretto proprio lungo la superficie; cioè, nessuno di questi uscirà nell’aria: questo è l’angolo critico o angolo limite. Oltre l’angolo critico, tutta la luce viene riflessa nell’acqua, quindi il raggio riflesso è luminoso come il raggio incidente. Questo fenomeno è chiamato riflessione interna totale: viene riflesso quasi il 100 percento del raggio di luce. L’angolo critico per l’acqua è misurato tra il raggio e una linea perpendicolare alla superficie ed è 49 gradi.
Esperimento scientifico: nelle profondità dell’oceano.
Scopo
Dimostrare la legge di Pascal per i fluidi.
Materiali
Cartoni del latte vuoti o bottiglie di plastica nastro isolante uno spiedino o un chiodo lavandino o bacinella acqua colorante (facoltativo).
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato in un piccolo gruppo di bambini o nell’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra la legge di Pascal. È una legge della fisica che ci dice che la pressione esercitata su un fluido viene trasmessa inalterata in ogni punto del fluido e sulla superficie del suo contenitore
. per provarlo pratichiamo dei fori identici disposti uno sotto l’altro lungo una parete del cartone o della bottiglia e copriamo provvisoriamente i fori con del nastro isolante
. teniamo il contenitore in orizzontale, strappiamo il nastro e osserviamo gli zampilli fuoriuscire tutti con la stessa forza
. ora prendiamo un cartone del latte e pratichiamo tre fori, come abbiamo fatto prima. Copriamo provvisoriamente i tre fori con del nastro isolante
. prendiamo un terzo cartone e pratichiamo anche qui tre fori, ma questa volta disposti in diagonale. Copriamo provvisoriamente con del nastro isolante
. riempiamo entrambi i cartoni di acqua (se vogliamo aggiungiamo del colorante)
. chiediamo ai bambini di prevedere cosa accadrà quando rimuoveremo il nastro: i getti saranno tutti lunghi uguali? . strappiamo il nastro isolante dal cartone con i fori allineati. Osserviamo
. strappiamo il nastro dal cartone coi fori in diagonale. Osserviamo
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
La legge di Pascal Osservazioni e conclusioni
Quando abbiamo tolto il nastro isolante dal contenitore con i fori allineati in orizzontale, tutti i getti erano della stessa lunghezza perché, secondo la legge di Pascal, la pressione dell’acqua a una data profondità è la stessa in tutte le direzioni. Cosa è successo quando il nastro è stato rimosso dal contenitore con i fori in linea verticale? Dal foro più in basso è fuoriuscito il getto più lungo, perché più profonda è l’acqua, maggiore è la pressione).
L’acqua che fuoriesce dal foro più in basso è soggetta ad una pressione maggiore (ha più acqua/peso su di sè) e viene spinta fuori con molta più forza L’acqua che fuoriesce dal foro superiore è sottoposta a una pressione molto molto più bassa, e il getto è di conseguenza corto e debole. Quando i fori sono disposti in linea verticale, che sia perpendicolare oppure obliqua, i fori più in basso produrranno getti più potenti e quelli più alto getti più deboli.
Sfruttare la reazione chimica tra bicarbonato di sodio, albume d’uovo e aceto per simulare un’eruzione vulcanica.
Età
Dai 4 anni.
Materiali
Una tortiera una piastra per forno o una tovaglia di plastica una bottiglietta di plastica bicarbonato di sodio un imbuto un cucchiaio aceto bianco 2 uova crude carta stagnola colorante alimentare o acquarello.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questa attività può essere presentata ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. versiamo nella bottiglietta un cucchiaio da tavola colmo di bicarbonato di sodio, aiutandoci con un imbuto
. rompiamo due uova crude, separiamo gli albumi dai tuorli e versiamo gli albumi nella bottiglietta
. aggiungiamo del colorante e agitiamo la bottiglietta
. mettiamo la bottiglietta al centro della tortiera. Per preservare il tavolo, mettiamo il tutto su una piastra da forno o usiamo una tovaglia cerata
. avvolgiamo bottiglietta e tortiera nella carta stagnola, quindi foriamo all’altezza della bocca della bottiglietta
. versiamo tutto in una volta mezzo bicchiere di aceto nella bottiglietta
. dopo alcuni secondi, vedremo sgorgare dalla bocca del vulcano una copiosa schiuma colorata
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
L’aceto contiene acido acetico; quando entra in contatto con il bicarbonato di sodio sviluppa una reazione chimica che porta alla formazione di anidride carbonica, un gas. A contatto con l’albume, l’acido acetico provoca la sua coagulazione, trasformandolo in una schiuma simile a quella che si ottiene quando lo montiamo con la frusta elettrica. Questa schiuma fuoriesce dalla bocca del vulcano spinta dall’anidride carbonica.
Creare uno sbuffo di vapore che ricordi un geyser.
Età
Dai 9 anni.
Materiali
Una pentola d’acqua un imbuto carta stagnola.
Note di sicurezza
I bambini osserveranno l’esperimento alla giusta distanza di sicurezza dal vapore.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che proveremo a creare uno sbuffo di vapore che ricordi un geyser. Poi parleremo di cosa lo distingue da un geyser vero
. inseriamo l’imbuto nella pentola e copriamo la pentola con la carta stagnola lasciando un foro per il beccuccio dell’imbuto
. accendiamo il fuoco sotto alla pentola
. non appena l’acqua comincerà a bollire, il vapore uscirà dall’imbuto
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Un geyser è una sorgente d’acqua calda sotterranea dalla quale fuoriesce, in determinate condizioni, una colonna di vapore e acqua. Questa è la differenza più importante rispetto al nostro “geyser”. La seconda grande differenza è che i geyser si caricano e scaricano ciclicamente e non eruttano in modo continuo. Ci sono tre fasi principali del ciclo di un geyser: riscaldamento, eruzione e rabbocco. Un’emissione di solo vapore acqueo (mescolato ad acido borico, metano e altri gas) è il soffione boracifero. Larderello, in Toscana, è famosa per i suoi soffioni boraciferi. I geyser sono rari sul nostro pianeta perché richiedono la presenza di condizioni molto particolari. Affinché un geyser possa esistere, infatti, servono: – una camera magmatica, che irradia calore – un ampio terreno ricco d’acqua – un serbatoio a sifone (cioè a forma di U) nel sottosuolo – una fessura che permetta di riempire il serbatoio con l’acqua di superficie. La struttura sotterranea a sifone deve comunicare con l’esterno e deve essere formata da rocce permeabili, nelle quali circola l’acqua, circondate da rocce impermeabili. I geyser si trovano in prossimità di vulcani o nei luoghi ove la crosta terrestre è meno spessa. La maggior parte dei geyser si trovano negli USA, seguiti da Islanda, Russia, Cile e Nuova Zelanda. In Italia non ci sono geyser, mentre sono presenti i soffioni boraciferi. La parola “geyser” deriva dall’islandese geysir che significa “sgorgare”. Per capire come funziona un geyser, è necessario comprendere la relazione tra acqua e vapore. Il vapore è uno stato gassoso dell’acqua. Quando l’acqua si trasforma in vapore, subisce un’enorme espansione perché il vapore occupa 1600 volte più spazio di quanto non occupi il volume dell’acqua. Quando l’acqua fredda di superficie filtra giù nella terra e si avvicina alla fonte di calore (la camera magmatica), viene riscaldata sempre più, ma quando arriva al punto di ebollizione non si converte in vapore, perché le sue molecole sono trattenute dalle rocce. Questa acqua più che bollente continua il suo viaggio in forma liquida verso la superficie. Man mano che risale, però, la pressione intorno a lei diminuisce finché, giunta in prossimità del livello del suolo, è nuovamente libera di trasformarsi in vapore. A quel punto, acqua e vapore si avviano velocemente verso l’uscita del geyser, da dove zampillano, con più o meno forza, creando fontane di acqua bollente e vapore.
Scoprire che i colori sembrano cambiare quando li metti su sfondi di colori diversi.
Età
Dai 6 anni.
Materiali
Forbici carta colorata o da origami in giallo, viola, verde, blu (due tonalità) e arancione (due tonalità) colla.
Note di sicurezza
Insegniamo ai bambini come utilizzare le forbici in sicurezza.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che i colori sembrano cambiare quando li metti su sfondi diversi
. tagliamo un foglio di carta arancione a metà longitudinalmente e incolliamolo sul foglio blu
. tagliamo due quadrati da ciascuno dei fogli colorati e creiamo due colonne di quadrati colorati uguali, uno sullo sfondo blu e uno sullo sfondo arancione
. noteremo che due quadrati dello stesso colore appaiono come tonalità
. per ogni coppia di quadrati ritagliamo un rettangolo abbastanza grande da poter essere posizionato su entrambe le colonne per il confronto
. posizioniamo la striscia di confronto in modo che tocchi entrambi i quadrati di uno stesso colore per verificare
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La parte posteriore dell’occhio è rivestita da cellule sensibili alla luce, tra le quali i coni, sensibili al colore. I coni si influenzano a vicenda in modi complessi. Queste connessioni ci danno una buona visione dei colori, ma possono anche ingannare il nostro sguardo. Quando i coni in una parte dell’occhio vedono la luce blu, rendono i coni vicini meno sensibili al blu. Per questo motivo, se mettiamo un punto viola su uno sfondo blu, il punto appare un po’ meno blu di quanto non sarebbe altrimenti. Allo stesso modo, una macchia rossa su uno sfondo arancione sembra meno arancione di quanto sarebbe altrimenti.
Osservare che la pupilla cambia dimensione in base alla quantità di luce e che la luce che splende in un occhio influisce sulla dimensione della pupilla nell’altro occhio.
Materiali
Lente d’ingrandimento e specchietto (oppure specchio ingrandente) piccola torcia elettrica.
Età
Dai 9 anni.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che la pupilla cambia dimensione in base alla quantità di luce e che la luce che splende in un occhio influisce sulla dimensione della pupilla nell’altro occhio
. se usiamo specchietto e lente d’ingrandimento, mettiamo la lente sulla superficie dello specchio e guardiamo al centro della lente con un occhio
. regoliamo la distanza dallo specchio fino a quando non vediamo un’immagine nitida e ingrandita dell’occhio
. osserviamo il bianco dei nostri occhi, il disco colorato dell’iride e la nostra pupilla, il buco nero al centro dell’iride
. puntiamo la luce di una piccola torcia nella pupilla di un occhio facendola brillare attorno al bordo dello specchio
. osserviamo come la pupilla cambia dimensione
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
La pupilla è un’apertura che lascia entrare la luce. Con la luce fioca, la pupilla si espande per consentire a più luce di entrare negli occhi. In piena luce, si contrae. La dimensione delle pupille può cambiare anche a causa di stimoli emotivi (paura, rabbia, dolore, ecc.)
Questa è una semplice dimostrazione che aiuta a chiarire che le onde sonore si propagano nell’aria.
Età
Dai 5 anni.
Materiali
Un contenitore un foglio di carta sottile o pellicola per alimenti un elastico semi di lino o di papavero o sabbia colorata o tè o farina un mattarello e una pentola metallica.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. copriamo il contenitore col materiale scelto e fermiamolo con un elastico, di modo che rimanga ben teso
. versiamo i semi o la sabbia sulla superficie tesa
. avviciniamo la tortiera al contenitore, col fondo all’esterno, e colpiamola col mattarello
. guardiamo i semi rimbalzare e muoversi
. proviamo a girare la tortiera, col fondo verso il contenitore, e proviamo di nuovo a batterla col mattarello: non succederà nulla
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Le onde sonore emesse dalla tortiera durante l’impatto col mattarello si propagano nell’aria e mettono in moto i semi (o altro materiale scelto).
Questa è una semplice dimostrazione che aiuta a chiarire che il suono ha bisogno di qualcosa da attraversare e che l’aria non è un materiale molto efficiente a tale scopo.
Età
Dai 5 anni.
Materiali
Un righello (di legno, plastica o metallo) due cucchiaini di diverse dimensioni (prova con un cucchiaino e un cucchiaio da portata) corda o filo di cotone.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. creiamo un cappio nel mezzo del filo e inseriamo il manico del cucchiaio
. stringiamo il nodo saldamente, in modo che il cucchiaio penda al centro del filo
. prendiamo le due estremità del filo e avvolgiamo ognuna di esse attorno al dito indice su ciascuna mano
. mettiamo gli indici con la cordicella avvolta intorno in ogni orecchio, come per tapparsi le orecchie
. Il cucchiaio dovrebbe pendere appena sotto la vita
. chiediamo a un bambino di colpire il cucchiaio col righello
Osservazioni e conclusioni
Con questo esperimento i bambini scoprono come viaggiano le onde sonore. Se usiamo un cucchiaio piccolo, il bambino sentirà un suono di campanello, con un cucchiaio più grande il suono somiglierà a un gong. Possiamo provare anche diversi tipi di filo: più la corda è densa, migliore sarà il suono. Quando il righello colpisce il cucchiaio, crea vibrazioni che generano onde sonore. Queste onde sonore viaggiano lungo il filo invece che nell’aria. Il filo agisce come un conduttore per le onde sonore. A seconda delle dimensioni del cucchiaio e della lunghezza del filo, il suono apparirà più alto (come una campana) o più profondo (come un gong). Poiché il filo consente alle onde sonore di continuare a viaggiare, il suono del cucchiaio risuonerà o riverbererà, cioè persisterà abbastanza a lungo dopo aver colpito il cucchiaio. L’unico che può sentire il suono del campanello o del gong sarà la persona con il filo nelle orecchie: tutti gli altri nella stanza sentiranno solo un debole tintinnio quando il righello colpisce il cucchiaio. Ciò dimostra come la stessa vibrazione suona in modo diverso quando viaggia attraverso materiali diversi. Quando colpiamo un cucchiaio con un righello, il suono viaggia attraverso l’aria per raggiungere il nostro orecchio, e gran parte di questo suono si perde lungo la strada. Quando colpiamo il cucchiaio appeso al filo, le vibrazioni sonore viaggiano dal cucchiaio attraverso la corda e le dita al tuo orecchio, e in questo modo molta meno energia sonora si perde nel percorso. Sebbene la maggior parte dei suoni che sentiamo siano trasmessi attraverso l’aria, l’aria non è l’unica portatrice di onde sonore, né la migliore. Prova a mettere un orologio sul tavolo e avvicinati: sentirai il suo ticchettio attraverso l’aria. Ma prova a mettere l’orecchio sul tavolo: il ticchettio sarà molto più forte. In alcuni materiali le molecole sono strettamente legate tra loro, in altri materiali, le molecole sono lontane tra loro. La vicinanza delle molecole tra loro in un materiale può influenzare la facilità con cui esse possono urtarsi l’un l’altra e dare inizio ad una vibrazione. Le molecole del metallo che forma il cucchiaio sono molto vicine tra loro. Quando colpiamo il cucchiaio le molecole del metallo iniziano a vibrare. Le vibrazioni nel metallo viaggiano attraverso la corda e le dita fino al nostro orecchio. Questa attività rivela alcuni fatti importanti sulla natura del suono e ci dice che il suono viaggia in modo diverso attraverso solidi, liquidi e gas. La corda è un solido, quindi il suono che sentiamo attraverso di essa è diverso dal suono che sentiamo quando le vibrazioni giungono alle nostre orecchie attraverso l’aria (un gas).
Varianti
. puoi usare un appendiabiti metallico al posto del cucchiaio.
Esperimenti scientifici per bambini – OOBLECK. Un esempio di fluido non-newtoniano davvero economico e semplicissimo da ottenere è l’oobleck, una sospensione di amido di mais e acqua.
Esperimenti scientifici per bambini Oobleck
Scopo
Esplorare le proprietà di un fluido non newtoniano.
Età
Dai 4 anni.
Materiali
2 parti di amido di mais 1 parte di acqua Colorante alimentare (se vuoi) Una teglia di alluminio e un contenitore di plastica Una traccia audio da 40 50 o 63 Hz (cerca su YouTube) Il miglior altoparlante che riesci a trovare.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato ad un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che con questo esperimento esploreremo le proprietà di un fluido non newtoniano
. in una contenitore di plastica uniamo una parte di acqua a due parti di amido di mais. Se lo desideriamo aggiungiamo del colorante alimentare
. mescoliamo con cura
. dopo aver preparato il composto teniamo a portata di mano dell’acqua perché l’oobleck tende ad asciugarsi assumendo l’aspetto del fango secco: per mantenerlo fluido basta aggiungere ogni tanto un po’ d’acqua
. immergiamo una mano e cerchiamo di toglierla più velocemente che possiamo: sentiremo una forte resistenza
. prendiamo in mano un po’ di fluido e schiacciamolo: sembrerà diventare solido, ma diminuita la pressione il composto tornerà fluido
. proviamo a colpire con forza il fluido: la mano rimarrà incastrata
. maneggiamo il nostro fluido liberamente per sentirlo passare da fluido a solido e viceversa
. versiamo il nostro oobleck in una teglia di alluminio
. scarichiamo tracce audio con diversi toni: quelli che funzionano meglio sono 40 HZ, 50 e 63
. mettiamo la teglia sull’altoparlante mentre trasmette la traccia scelta, ed esercitiamo con le dita una certa pressione lungo il bordo della teglia. Il nostro oobleck comincerà a danzare
Osservazioni e conclusioni
L’oobleck è un esempio di fluido non-newtoniano davvero economico e semplicissimo da ottenere. È una sospensione di amido di mais e acqua. Il nome “oobleck” deriva dal libro per bambini Bartholomew and the Oobleck del Dr Seuss (che non è stato tradotto in Italiano).
L’oobleck è davvero sorprendente: si comporta come un liquido se lasciato a riposo, come un solido non appena lo si maneggia, e colpendolo diventa tanto più duro quanta più forza si applica al colpo. Un fluido non–newtoniano è un fluido la cui viscosità varia a seconda della velocità con cui lo si misura. I fluidi non newtoniani si dividono in due classi: 1. fluidi pseudoplastici: la viscosità diminuisce all’aumentare della velocità 2. fluidi dilatanti: la viscosità aumenta all’aumentare della velocità. L’Oobleck fa parte di questa classe: sollecitazioni rapide lo rendono più viscoso rispetto allo stato di riposo. I fluidi non newtoniani oppongono una resistenza maggiore all’aumentare della pressione esercitata. Nel nostro esperimento, la maizena non si scioglie nell’acqua, ma le sue particelle rimangono in sospensione. Quando si esercita una forte pressione, le particelle si ammassano e non fanno penetrare l’oggetto. Se invece l’oggetto viene immerso lentamente, le particelle hanno il tempo di separarsi. Anche il fango e le sabbie mobili sono fluidi non newtoniani: se vi si affonda, bisogna sollevare le gambe molto lentamente, altrimenti si resta sempre più intrappolati perché facendo movimenti veloci si esercita una pressione maggiore e le sabbie mobili si oppongono con maggior resistenza.
Che vista! Un esperimento scientifico per bambini della scuola d’infanzia e primaria per spiegare la riflessione della luce.
Che vista! Scopo
Sfruttare le proprietà di riflessione della luce per leggere attraverso una busta chiusa.
Materiali
Pennarello nero foglio bianco busta scura busta bianca un tubo fatto arrotolando carta scura largo 10 cm circa.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Che vista! Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento dimostra che non è possibile leggere la scritta all’interno di una busta a causa della luce riflessa dalla superficie bianca
. con un pennarello nero, scriviamo una parola di tre o quattro lettere su un foglio di carta bianca
. mettiamo la carta in una busta scura e inseriamo quella busta in una busta bianca. La scritta sul foglio dovrebbe ora essere impossibile da leggere
. prendiamo un pezzo di cartoncino scuro o una pagina di una rivista stampata su entrambi i lati. Arrotoliamo la carta in un tubo
. quando teniamo il tubo contro la busta, saremo in grado di leggere la scritta all’interno
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Di solito non è possibile leggere la scritta all’interno di una busta a causa della luce riflessa dalla superficie bianca della busta. Ma le pareti del tubo riflettono la luce, quindi vedrai solo la luce che passa attraverso la busta.
Bicchiere acqua carta penna o pennarello nero o matita.
Note di sicurezza
Finché usiamo ragionevolmente i materiali questa è un’attività molto sicura.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato in un piccolo gruppo di bambini o nell’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento mostra gli effetti della rifrazione
. disegniamo due frecce, entrambe rivolte verso la stessa direzione
entrambe) attraverso un bicchiere
. se utilizziamo inchiostro indelebile o la matita (o plastifichiamo il foglio su cui abbiamo disegnato) possiamo inserirlo nel bicchiere, quindi aggiungere via via acqua
. altrimenti possiamo porre il foglio dietro al bicchiere
. non funziona solo con le frecce, possiamo usare la nostra creatività. Disegniamo tutto ciò che ci piace e vedere come appare attraverso il vetro
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Osservazioni e conclusioni
Con questo esperimento entriamo in contatto con un concetto della fisica chiamato rifrazione, o flessione della luce. Quando la luce passa attraverso oggetti trasparenti (in questo caso, la parte anteriore del vetro, l’acqua e la parte posteriore del vetro), si rifrange o si piega. Quando il bicchiere è pieno d’acqua, agisce come una lente cilindrica convessa e produce un’immagine invertita. L’immagine invertita può apparire più grande, più piccola o delle stesse dimensioni, a seconda di dove posizioni il foglio di carta o il bicchiere, e dipende anche dal punto di osservazione. Un’altra variabile è il diametro del bicchiere. Importa quanto è lontano il bicchiere d’acqua? Cosa succede se muovi la testa da un lato all’altro? Come cambia la tua immagine? La dimensione dell’immagine è importante? Cosa succede se provi con un bicchiere più largo o più stretto? Cosa succede se avvicini il bicchiere all’immagine? E se lo allontani?
Procedimento: – tagliamo due fili lunghi almeno 5 metri, infiliamo in ognuno una cannuccia e fissiamoli paralleli tra due pareti della stanza, volendo in salita – gonfiamo un palloncino con aria e tenendolo chiuso con le dita (senza fare il nodo) attacchiamolo ad una delle cannucce
– gonfiamo un palloncino con l’elio
– e sempre tenendolo chiuso con le dita (senza fare il nodo) attacchiamolo all’altra cannuccia
– chiediamo: “Quale dei due razzi sarà il più potente?”
– lasciamo andare i due palloncini e osserviamo. Questi sono i nostri palloncini a termine corsa (quello verde era gonfiato con elio, quello arancio con aria):
Esperimenti scientifici per bambini: perchè dopo un po’ i palloncini a elio si sgonfiano? Probabilmente avrete notato che nel corso di un breve periodo di tempo, i palloncini gonfiati con elio cominciano a perdere la loro capacità di sollevarsi in aria e si sgonfiano.
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Esperimenti scientifici per bambini: perchè dopo un po’ i palloncini a elio si sgonfiano? Primo esperimento
Con questo esperimento vogliamo misurare quanto i palloncini a elio cambiano nel corso del tempo.
Introduzione Sappiamo che i palloncini contenenti elio volano perché l’elio è più leggero dell’aria circostante. In altre parole, il peso dell’aria spostata dal pallone è maggiore del peso del palloncino e il gas all’interno, quindi il palloncino sale verso l’alto. Questa forza, detta forza di Archimede o forza idrostatica, è esattamente data dalla differenza di peso del pallone e del suo contenuto (più eventualmente il peso dello spago legato ad esso), rispetto al peso del volume dell’aria spostata. Il lattice di cui sono fatti i palloncini è una membrana permeabile, cioè ha molto piccoli fori che permettono gli atomi di elio di sfuggire. L’elio fuoriesce dai palloncini in lattice più velocemente di quanto non avvenga con i palloncini gonfiati con aria, a causa delle piccole dimensioni degli atomi di elio. Poiché l’elio intrappolato all’interno di un palloncino in lattice sfugge lentamente, il palloncino inizia a scendere. Arriverà poi ad un punto in cui la forza di gravità e la forza idrostatica saranno uguali, ed a questo punto il palloncino si fermerà a mezz’aria, senza salire né scendere: questa situazione è detta “assetto neutro”.
Materiali: – cucchiaio di metallo – bilancia digitale con una precisione di almeno 1 g – metro da sarto – 1 palloncino in lattice – bombola di elio – spago e forbici – quaderno.
Esecuzione dell’esperimento – pesiamo il cucchiaio e registriamo i valori sul quaderno
– gonfiamo il palloncino utilizzando la bombola di elio
– fissiamo il palloncino al cucchiaio per mezzo dello spago, per zavorrarlo – pesiamo ora il cucchiaio con il palloncino attaccato ad esso e registriamo i valori sul quaderno
– col metro misuriamo il diametro del palloncino – ripetiamo le misurazioni ogni 2 ore, registrando i dati – analizziamo i dati – possiamo anche realizzare un grafico mettendo in relazione tempo e peso e tempo e diametro per vedere se il tasso è costante oppure no.
_______________________ Esperimenti scientifici per bambini: perchè dopo un po’ i palloncini a elio si sgonfiano? Secondo esperimento
Ipotesi Abbassare la pressione dell’aria circostante causerà una fuoriuscita di elio dal palloncino a maggiore velocità.
Introduzione La diffusione è il passaggio di molecole da una zona ad alta densità verso un’area a densità minore. In questo esperimento le molecole di elio all’interno del palloncino (che sono ad alta densità molecolare) si spostano all’esterno nello spazio aereo intorno al palloncino. La pressione dell’aria della stanza in cui è condotto l’esperimento, può essere variata ripetendo l’esperimento in stanze che si trovano a piani diversi in un edificio alto.
Materiale: – 60 palloncini – bombola di elio – metro da sarto – 60 chiodi per tenere abbassati i palloni – spago per legare i palloncini – un edificio alto (almeno 60 piani) possibilmente con stanze climatizzate.
Esperimenti scientifici per bambini: perchè dopo un po’ i palloncini a elio si sgonfiano?
Procedura Per questo esperimento, la variabile indipendente è la pressione dell’aria ambientale. Per misurare il diametro esterno del palloncino si utilizzano un righello e due tavole di legno. Le costanti (variabili di controllo) possono essere la temperatura nella stanza, il livello di umidità e il tipo di gas utilizzato per gonfiare i palloncini. L’esperimento viene condotto in una stanza climatizzata per mantenere una temperatura e umidità costanti. Essa viene eseguita al piano terra, al 30° e al 60° piano di un edificio, al fine di fornire dati provenienti da ambienti con diversa pressione dell’aria in cui sono immersi i palloncini gonfiati con elio. L’esperimento inizia al piano terra. Si gonfiano con l’elio 20 palloncini. Tutti i palloncini devono avere lo stesso diametro (ad esempio 300 mm). Si legano a un pezzo di spago e si zavorrano con un chiodo. Il diametro dei palloncini viene misurato una volta ogni 2 ore ed i risultati sono riportati in una tabella. Lo stesso procedimento viene ripetuto in una stanza al 30° piano ed in una al 60° piano.
Osservazione Si osserverà che i palloncini al 60 ° piano si riducono in termini di dimensioni e diametro ad un ritmo più veloce rispetto ai palloncini al piano terra. In altre parole, l’elio fuoriesce più rapidamente dai palloncini situati al piano più alto.
Esperimenti scientifici per bambini: perchè dopo un po’ i palloncini a elio si sgonfiano?
Conclusione L’ipotesi si dimostra vera. I piani più alti di un edificio hanno una pressione atmosferica inferiore rispetto a quelli più bassi e quindi una minore densità dell’aria. Questo fa sì che l’elio, che all’interno del palloncino ha una densità maggiore, fugga più rapidamente a causa della diffusione, perchè l’elio è in grado di uscire attraverso i fori microscopici che esistono naturalmente nelle pareti dei palloncini di lattice. Questi piccoli fori sono più grandi degli atomi di elio. È a causa di diffusione che i palloncini si riducono di dimensione nel tempo.
Esperimenti scientifici per bambini: palloncini a confronto.
Materiali – bombola di elio – 4 palloncini – una bottiglia di plastica vuota senza tappo – un sacchetto di plastica e un elastico (o un sacchetto con chiusura zip) – una bottiglia di plastica vuota col tappo – bicarbonato – aceto – spago – forbici – graffette metalliche – una bacinella d’acqua (o la vasca da bagno) – una bilancia.
Perchè alcuni palloncini possono restare sospesi in aria e altri no? Cos’è che li fa sollevare da terra?
Esperimenti scientifici per bambini: palloncini a confronto
Esperimento – prendiamo il sacchetto di plastica, immergiamolo nell’acqua in modo che si riempia almeno per metà, quindi spremiamo fuori l’aria e chiudiamolo – chiediamo a un bambino di sollevare il sacchetto fuori dall’acqua e chiediamo: “Come lo senti? Pesante?”
– chiediamo di immergere di nuovo il sacchetto tenendolo immerso ma senza che tocchi il fondo e chiediamo “Adesso come lo senti? Più pesante o più leggero?”
– sentiamo il sacchetto più leggero quando è immerso in acqua perchè l’acqua della bacinella che si trova sotto al sacchetto sostiene un po’ del suo peso – se lasciamo andare il sacchetto, l’acqua della bacinella non basta a tenerlo sollevato, ed esso affonda per la forza di gravità che attira gli oggetti verso il basso. L’acqua della bacinella non sostiene l’acqua del sacchetto.
– prendiamo un palloncino e gonfiamolo d’aria. Il palloncino gonfiato d’aria è circondato da aria, come il sacchetto pieno d’acqua è circondato d’acqua. Anche il palloncino non può essere sostenuto e quindi non può restare sollevato
– l’acqua però, come abbiamo visto sentendo il sacchetto più leggero quando immerso, può esercitare una forza dal basso verso l’alto che può portare il peso degli oggetti, e può anche tenerli sollevati. Anche l’aria può farlo, come l’acqua. – facciamo un’altra prova. Prendiamo la bottiglia vuota chiusa col tappo. E’ molto leggera perchè contiene soltanto aria, ma naturalmente l’aria non tiene sospesa la bottiglia – mettiamo la bottiglia nella bacinella. Cosa succede? Galleggia sulla superficie, perchè l’acqua da sola è in grado di sostenere il suo peso, con la sua forza dal basso verso l’alto che vince sulla forza di gravità. L’aria contenuta nella bottiglia è più leggera dell’acqua della bacinella, quindi l’acqua può sostenerla – per sentire questa forza proviamo a tenere immersa la bottiglia con le mani: è molto difficile! La forza dell’acqua spinge la bottiglia verso l’alto e noi dobbiamo spingere un bel po’ verso il basso per vincerla
– prendiamo un palloncino, gonfiamolo con l’elio, chiudiamolo con un nodo e lasciamolo andare – al palloncino succede la stessa cosa che succede alla bottiglia piena d’aria immersa nell’acqua. L’aria è più pesante e l’elio è più leggero, quindi l’aria solleva l’elio, come l’acqua sostiene l’aria
– se liberassimo il palloncino con elio, il gas al suo interno è così leggero che salirebbe fino a sparire dalla nostra vista. Fin quando salirebbe? Fino ad allontanarsi tanto dalla terra da incontrare dell’aria leggera quanto lui. A questo punto si fermerebbe, senza salire né scendere. Si troverebbe in una condizione di equilibrio – possiamo provare a trovare anche noi questo punto di equilibrio aggiungendo dei pesi al nostro palloncino, fino a trovare il punto in cui non sale né scende – aggiungiamo al palloncino un pezzetto di spago, che avremo prima pesato, poi fissiamo allo spago una graffetta alla volta – ad un certo punto o saremo così fortunati da trovare il punto di equilibrio, o dovremo togliere del peso accorciando lo spago
– ora proviamo a trovare altri modi per rendere un palloncino più leggero dell’aria, e cerchiamo il loro punto di equilibrio – prendiamo una bottiglia vuota e versiamo in essa del bicarbonato
– aggiungiamo molto velocemente dell’aceto e fissiamo al collo della bottiglia un palloncino – il palloncino si riempie di gas e si gonfia sotto i nostri occhi. Di quale gas si tratta? Di anidride carbonica.
Facciamolo gonfiare finché non raggiunge le stesse dimensioni del palloncino gonfiato con l’elio, quindi chiudiamolo con un nodo e aggiungiamo un pezzo di spago – vedremo che anche questo palloncino si solleverà in aria, e potremo confrontare la velocità in cui lo fa con quella del palloncino pieno di elio. Inoltre potremo trovare il suo punto di equilibrio, come abbiamo fatto col primo palloncino – possiamo dire che l’anidride carbonica è più leggera dell’aria, ma è più pesante dell’elio.
Esperimenti scientifici per bambini – effetti della temperatura sui gas. Con questo esperimento vogliamo dimostrare che la temperatura influisce sulla densità, e che questo può influenzare il comportamento dei gas.
Domande: – Cos’è la densità? – Cosa dice il principio di Archimede? – Come la temperatura influenza la densità di un gas? – Come la densità di un gas influenza il suo comportamento?
Materiali: – bombola di elio – due palloncini – frigorifero o congelatore
Esperimenti scientifici per bambini – effetti della temperatura sui gas
Concetti base: – l’elio è meno denso dell’aria. La densità di una sostanza è la sua massa per il suo volume e si misura in chili per metri quadri. Quando diciamo che l’elio è meno denso dell’aria, intendiamo dire che un certo volume di elio pesa meno dello stesso volume di aria. – la forza di Archimede (o forza idrostatica) che spinge un pallone gonfiato con elio verso l’alto può essere influenzata dalla temperatura, perchè la temperatura di un gas ne modifica la densità.
Procedimento: – gonfiamo i due palloncini con l’elio, cercando di farli il più possibile della stessa grandezza e fermiamoli con un nodo
– mettiamo uno dei due palloncini in frigorifero o nel congelatore, e lasciamo l’altro a temperatura ambiente
– dopo 20 minuti prendiamo il pallone dal frigorifero, fotografiamo velocemente i due palloni, e liberiamoli possibilmente all’aperto – osserviamo attentamente: quale dei due palloncini si alza più velocemente? – Perchè c’è una differenza nel comportamento dei due palloncini?
Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede.
Il principio di Archimede afferma che “ogni corpo immerso parzialmente o completamente in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verticale dal basso verso l’alto, uguale per intensità al peso del volume del fluido spostato”.
L’esclamazione “Eureka!” che usiamo per dire che abbiamo avuto una buona idea, è tradizionalmente attribuita ad Archimede. Si narra infatti che egli abbia proprio gridato “Eureka!” quando, entrando in una vasca da bagno e notando che il livello dell’acqua era salito, capì che il volume di acqua spostata doveva essere uguale al volume della parte del suo corpo immersa. Con questo “Eureka!” che in greco antico significa “Ho trovato!”, Archimede intendeva dire che aveva trovato la soluzione al problema che gli aveva posto il principe di Siracusa Gerone II.
Gerone aveva commissionato a un orefice una corona, e gli aveva consegnato l’oro necessario per realizzarla. Ricevuta la corona finita, però, gli venne il sospetto che l’orefice lo avesse imbrogliato: la corona pesava esattamente quanto l’oro fornito, è vero, ma Gerone pensava che l’artigiano avesse sostituito parte dell’oro con un uguale peso di un metallo meno prezioso. Chiese così ad Archimede se esistesse un metodo per valutare la purezza di un oggetto d’oro.
Basandosi sull’intuizione avuta nella vasca da bagno, Archimede cominciò a ragionare: due materiali diversi, ad esempio un chilo di ferro e un chilo di legno, hanno lo stesso peso ma occupano volumi diversi. Se hanno volumi diversi, questo significa che ricevono spinte diverse se immersi nell’acqua, e queste spinte dipenderanno esclusivamente dal volume del materiale e non dal suo peso. In particolare, siccome l’oro è molto più pesante dei metalli meno nobili, una corona d’oro puro avrà un volume minore di una che contiene anche altri metalli.
Cosa fece dunque Archimede? Appese la corona ad un braccio della bilancia, e all’altro un lingotto d’oro puro con peso pari a quello della corona, e la bilancia risultò ovviamente in equilibrio. La bilancia venne poi immersa in acqua. La corona, che in effetti era in parte composta da metallo più vile (di uguale peso ma maggior volume) aveva un volume maggiore del lingotto d’oro puro, per questo riceveva una spinta verso l’alto maggiore e la bilancia si spostò dalla parte dell’oro denunciando la frode.
La legge di Archimede non riguarda solo il caso di un corpo immerso in un liquido (oro e acqua), ma anche il caso di un corpo immerso in un gas.
Come sappiamo il metodo scientifico richiede: – osservazione – ipotesi – sperimentazione e raccolta dei dati – conclusione.
Useremo il metodo scientifico per una serie di casi che riguardano il principio di Archimede applicato ai gas.
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Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Primo esperimento
Materiali: – bombola di elio – due palloncini della stessa dimensione – due pezzi di filo
Esperimento: – gonfiamo un palloncino con elio e uno con aria
– chiudiamo entrambi con un nodo e leghiamo ad ognuno un filo – lasciamo i palloncini contemporaneamente, tenendo il filo per l’estremità.
Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Osservazioni: – il palloncino gonfiato con elio si solleva verso l’alto, e deve essere tenuto per il filo se non si vuole vederlo continuare a salire – il palloncino gonfiato con sola aria rimane a terra.
Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Conclusioni: – il palloncino gonfiato con aria sposta l’aria circostante senza che si crei nessuna forza di spinta verso l’alto, perchè l’aria interna e la massa del palloncino hanno una forza verso il basso che è maggiore della forza di Archimede; – il movimento verso l’alto del palloncino gonfiato ad aria continuerà per lungo tempo. Fino a quando? Comincerà a rallentare soltanto al altezze notevoli, quando cioè incontrerà strati d’aria più leggera. Quando lasciamo un palloncino gonfiato con elio libero di volare, lo vediamo salire e salire, finché diventa un piccolo punto colorato e poi sparisce alla nostra vista. Sale così in alto nell’atmosfera da diventare non visibile. Man mano che il palloncino sale incontra aria sempre meno densa. Anche se non possiamo vedere quello che succede, sulla base della fisica sappiamo che il pallone ad un certo punto comincerà a rallentare la velocità della sua salita e poi smetterà di salire. A questo punto le forze discendenti saranno uguali alle forze ascendenti e il palloncino non salirà né cadrà verso il basso. Se potessimo registrare l’altitudine e la velocità di salita del palloncino gonfiato con elio, potremmo calcolare, tenendo conto del volume del palloncino, la densità dell’aria e la quantità di aria spostata. Possiamo quindi dire che: – il palloncino riempito con elio continuerà a salire finché la forza dell’aria spostata dal palloncino verso l’alto è superiore alla massa totale del palloncino – il palloncino cessa di salire quando raggiunge un’altezza in cui la forza di spinta verso l’alto (cioè lo spostamento d’aria causato dal palloncino) è pari alle forze discendenti del palloncino (massa x gravità = peso).
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Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Secondo esperimento
Materiali: – bombola di elio – due palloncini della stessa dimensione – due pezzi di filo – un phon.
Osservazione: – se c’è un colpo di vento, l’energia cinetica fa sollevare il palloncino gonfiato con aria, ma quando il vento cessa il palloncino torna a scendere.
Conclusioni: – il palloncino riempito con aria si solleva perchè la forza del vento preme contro il palloncino e supera la forza del suo peso.
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Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Terzo esperimento
Materiali: – bombola di elio – due palloncini della stessa dimensione – due pezzi di filo – un phon.
Se un palloncino viene riempito con aria calda, salirà verso l’alto.
Il palloncino riempito con aria riscaldata sale perchè l’aria calda ha un volume maggiore dell’aria fredda, quindi il palloncino risulterà essere più leggero dell’aria più fredda circostante. Questo è il principio che fa volare le mongolfiere.
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Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Quarto esperimento
Materiali: – bombola di elio – un palloncino – una bacinella colma d’acqua fino all’orlo inserita in una bacinella vuota più grande – una bilancia.
Con questo esperimento vogliamo misurare il volume del palloncino gonfiato con elio.
Procedimento: – spingiamo delicatamente il palloncino fino ad immergerlo completamente nell’acqua
– l’acqua che traboccherà si verserà nella seconda bacinella: si tratta dell’acqua che è stata sostituita dal palloncino – prendiamo l’acqua che si è raccolta nella seconda bacinella e pesiamola
– sapendo che 1 litro d’acqua pesa 1 chilo, possiamo sapere il volume occupato dal palloncino in litri.
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Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Quinto esperimento
Con questo esperimento possiamo determinare la potenza di sollevamento di un palloncino gonfiato con elio e dimostrare il principio di Archimede.
Materiali: – bombola di elio – un palloncino – spago e forbici – carta e penna per registrare i dati – bilancia – graffette metalliche
Esperimento: – tagliamo un pezzo di spago e pesiamolo: ricordiamo ai bambini che anche lo spago ha un peso e che questo peso lo tira verso il basso a causa della forza di gravità
– pesiamo una graffetta metallica
– leghiamo lo spago al palloncino e lasciamolo andare fino al soffitto
– fissiamo allo spago una graffetta e osserviamo se il pallone comincia a scendere. Registriamo le nostre osservazioni – continuiamo ad aggiungere una graffetta alla volta finché il palloncino non comincerà a scendere o non avrà toccato terra. Continuiamo a registrare
– cominciamo a tagliare, se occorre, piccoli pezzi di spago finché non avremo trovato il punto di equilibrio, cioè il punto in cui il palloncino non potrà salire né scendere.
Conclusioni: – un palloncino gonfiato con elio si solleva perchè sposta l’aria – il peso del palloncino e di tutti gli elementi che abbiamo attaccato ad esso (spago e graffette) esercitano una forza verso il basso, ma questa forza può essere superata dall’elio, che è più leggero dell’aria; in questa condizione il palloncino continua a salire – il palloncino comincia a scendere quando il suo peso con le aggiunte supera la forza di sollevamento
Esperimenti scientifici per bambini – palloncini a elio e legge di Archimede Curiosità: – ci sono atleti che praticano una particolare attività che consiste nel sollevarsi in aria legati a dei palloni gonfiati con elio, come possiamo vedere qui: http://www.clusterballoon.org/ – mentre la mongolfiera si solleva da terra per riscaldamento dell’aria all’interno del pallone, il dirigibile si solleva proprio come i nostri palloncini perchè contiene gas più leggeri dell’aria, tra i quali proprio l’elio
Per il principio di Archimede, ogni corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l’alto pari al peso del volume di fluido spostato. Il dirigibile, volando immerso nell’aria che avvolge la Terra, ha una spinta ascensionale (P) pari al peso dell’aria che occupa il suo volume (V) meno il peso della sua struttura (Q) e del gas che lo riempie. Siccome l’aria al livello del mare pesa poco più di 1 kg per metro cubo, occorrono grandi volumi di gas leggeri per sollevare anche solo pesi modesti.
Chiamando A il peso specifico del gas interno e B il peso specifico dell’aria, avremo:
Il primo giorno di scuola, i bambini ascoltano la fiaba cosmica che è la base della grande lezione sulle origini dell’Universo. Come già anticipato qui,
il complesso svolgersi della grande lezione prosegue con dimostrazioni, ricerche, esperimenti, attività artistiche e manuali, toccando nel corso degli anni varie materie ed argomenti di studio: Astronomia, Meteorologia, Chimica, Fisica, Geologia, Geografia. Tutto il piano è inquadrato nella grande cornice dell’Educazione Cosmica.
Questo articolo contiene:
– narrazione breve della prima fiaba cosmica; – prima versione della grande lezione Montessori: questa versione si basa sul testo originale rielaborato in chiave laica, con l’aggiunta di indicazioni per la presentazione, le carte delle immagini (scaricabili in pdf) e le indicazioni per le dimostrazioni scientifiche che accompagnano la narrazione; – Il Dio senza mani: testo della fiaba cosmica originale di Maria Montessori; – terza versione della grande lezione Montessori: questa versione è più estesa e contiene dimostrazioni, esperimenti scientifici e riferimenti alla chimica ed alla fisica. Include la tavola periodica degli elementi (in versione illustrata e semplificata) e numerose immagini dell’Universo; – testo per recita sulla nascita dell’Universo, con indicazioni per vari lavori artistici e manuali di accompagnamento;
La prima grande lezione Montessori – Spunti di lavoro per i giorni seguenti: – ricerca: lezione esempio per avviare il lavoro di ricerca e set di carte questionario per le ricerche; – lezioni chiave: materiali pronti e links per ogni argomento (20 argomenti) – carte tematiche: – 11 set di carte tematiche in tre parti per il linguaggio; – vari set di carte guida per esperimenti scientifici legati alla prima grande lezione; – vari set di carte guida per lavori artistici e manuali legati alla prima grande lezione;
LA PRIMA GRANDE LEZIONE MONTESSORI
La nascita dell’Universo
NARRAZIONE BREVE DELLA PRIMA FIABA COSMICA
All’inizio della storia dell’Universo, nella notte dei secoli, c’era solo il nulla, il buio cosmico totale. Un buio immenso e assoluto, senza possibilità di luce. In questo immenso buio apparve un puntino. Era un puntino di luce, pieno di energia e di calore. Il calore si manifestò così potente, che le sostanze che noi ora conosciamo come oro, ferro, roccia, acqua, ecc… erano inconsistenti come l’aria, erano gas.
In questo calore, in questa luce, c’era tutto e c’era niente: era una nube di luce e calore e intorno c’era lo spazio vuoto e freddo, il freddo cosmico inconcepibile. Questa nube di luce e calore cominciò a muoversi nello spazio, espandendosi, e nell’espandersi lasciava cadere piccole gocce di luce. Quelle gocce formarono le stelle. Le gocce, vagando nello spazio in forma ordinata e compatta, crearono una spirale che era in movimento perpetuo e in espansione. C’era, e c’è ancora, la lotta tra la forza d’attrazione e la forza d’espansione, che ha creato l’equilibrio perfetto. Una delle tante gocce di luce sparse nell’Universo è il nostro sole. I corpi celesti che ruotano incessantemente intorno al sole, sono tenuti insieme dalla forza di attrazione gravitazionale. La Terra, il nostro pianeta, fa parte del sistema solare, ed era anch’essa una goccia di luce piccolissima, migliaia di volte più piccola del sole. La Terra ruota intorno al sole e muovendosi gira su se stessa ad una velocità sempre uguale.
LA PRIMA GRANDE LEZIONE MONTESSORI
La nascita dell’Universo
Prima versione
Questa è una versione modificata della fiaba originale di Maria Montessori “Il Dio senza mani”, la prima grande storia raccontata ai bambini della sua scuola elementare. Conserva il linguaggio originale, ma adattando i termini ed i riferimenti alla religione cattolica con altre di respiro più ampio, dando al racconto un tono laico.
La prima grande lezione Montessori – Materiale:
– Disponete su un tappeto i seguenti oggetti, in questo ordine:
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 1 (forza di attrazione) contenente: una ciotolina di pezzetti di carta o coriandoli, una brocca piena d’acqua e una ciotola che presenti una superficie ampia
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 2 (modello di liquidi) contenente: un vaso trasparente e una ciotola di perle o biglie
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 3 (stati della materia e calore) contenente: 3 piatti di metallo, una fonte di calore, ghiaccio, filo di stagno per saldature, un oggetto di ferro (ad esempio un chiodo)
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 4 (il peso dei liquidi) contenente: un bicchiere trasparente riempito con acqua colorata di blu, una ciotola di miele e una d’olio e una brocca o un bicchiere più grande per mescolarli
un vulcano, coperto molto bene con un panno nero, già riempito con bicarbonato di sodio e colorante in polvere rosso, e una brocca piena di aceto mescolato ad un po’ di sapone per piatti. (vedi tutorial qui: vulcano in eruzione)
– Carte illustrate da tenere a portata di mano su di un vassoio, o da inserire secondo lo schema della narrazione tra gli oggetti messi sul tappeto, voltate, da mostrare durante la narrazione.
Immagine che mostra la differenza di dimensioni tra Sole e Terra
Immagine della danza degli elementi
Immagine della Terra formata da vulcani e nubi
Immagine della Terra formata da vulcani ed acqua
La prima grande lezione Montessori – il set completo qui:
La prima grande lezione Montessori – Istruzioni per le dimostrazioni
DIMOSTRAZIONE 1 (forza di attrazione): riempire la ciotola con l’acqua, attendere che si fermi, quindi sparpagliare i pezzetti di carta sulla superficie dell’acqua ed osservare
DIMOSTRAZIONE 2 (Modello di liquido): versare le biglie nel vaso e scuoterlo per far scivolare le sfere le une sulle altre e osservare
DIMOSTRAZIONE 3 (Stati della materia e calore): 3 piatti di metallo, una fonte di calore, ghiaccio, filo di stagno per saldature, un oggetto di ferro (ad esempio un chiodo)
DIMOSTRAZIONE 4 (il peso dei liquidi): ho qui 3 liquidi di peso diverso. Verso l’acqua colorata, poi il miele e vedo come scende sul fondo. Verso l’olio e lo vedo galleggiare. Questa è la forza fisica che esercita il peso. Posso agitare questa miscela, e prima della fine della giornata si sarà sistemata di nuovo con la più pesante in basso e il più leggero in alto. I liquidi si distribuiscono a strati in base al loro peso.
La prima grande lezione Montessori La nascita dell’Universo
Molto prima che i nostri antenati abbiano potuto guardare il cielo per la prima volta, prima che l’uomo stesso sia esistito sulla terra, prima che sia esistita la terra, prima che sia esistito il sole, prima che sia esistita la luna, e molto prima che tutte le stelle luminose siano arrivate a brillare nel cielo, ci fu un grande nulla, il vuoto. C’era solo il caos, e le tenebre coprivano questo abisso: un’immensità di spazio, senza inizio e senza fine, indescrivibilmente buio e freddo. Chi può immaginare tutta questa immensità, tutta questa oscurità, tutto questo freddo? Quando noi pensiamo al buio, pensiamo alla notte, ma la nostra notte è luminosa come il sole di mezzogiorno, confrontata a quella prima oscurità. Quando pensiamo al freddo, pensiamo al ghiaccio. Ma il ghiaccio è caldo, se lo confrontiamo col freddo dello spazio che ci separa dalle stelle…
All’improvviso, in questo vuoto incommensurabile di freddo e oscurità, apparve per la prima volta la luce: fu qualcosa di simile a una grandissima nube di fuoco, che comprendeva in sé tutte le stelle che sono in cielo. L’intero universo era in quella nuvola, e tra le stelle più piccole, c’era anche il nostro mondo. A dire la verità non si trattava ancora di stelle: nel tempo di cui stiamo parlando esistevano soltanto la luce e il calore. E questo calore era così intenso, che tutte le sostanze che conosciamo – il ferro, l’oro, la terra, le pietre, l’acqua – esistevano come gas ed erano inconsistenti come l’aria. Tutte queste sostanze, tutti i materiali di cui sono composti la terra, e le stelle, e perfino voi ed io, erano fusi insieme in un vasto e fiammeggiante ammasso che aveva una luce ed un calore così intensi, che al confronto il nostro sole sembra un pezzo di ghiaccio.
Questa nube gassosa ardeva nel gelido nulla, troppo grande da immaginare, ma infinitamente più vasto della nube. La massa di fuoco era poco più grande di una goccia d’acqua nell’oceano dello spazio, ma questa goccia conteneva in sé la terra e tutte le stelle. Poiché la nube ardente si muoveva nello spazio, piccole gocce cominciarono a staccarsi da essa, come quando teniamo in mano un bicchiere d’acqua e lo facciamo oscillare, e vediamo che dall’acqua si staccano delle gocce e volano via.
Le innumerevoli schiere di stelle che vediamo brillare nel cielo notturno, sono come queste piccole gocce, ma mentre le gocce d’acqua che si staccano dal bicchiere cadono, le stelle sono in continuo movimento nello spazio e non si incontrano mai. Esse sono a milioni di chilometri l’una dall’altra. Alcune stelle sono così lontane da noi, che la loro luce impiega milioni di anni per raggiungerci.
Sapete quanto velocemente viaggia la luce? (Dare ai bambini il tempo di fare le loro ipotesi.) 100 chilometri all’ora? 200? 1000? No, è molto più veloce. La luce viaggia alla velocità di 300.000 chilometri, ma non all’ora… al secondo! Immaginate quanto è veloce! Viaggiare a 300.000 chilometri al secondo, significa che in un secondo potremmo fare sette volte il giro intorno al mondo. E sapete quanto è grande il mondo? 40.000 chilometri. Se dovessimo guidare a 100 chilometri all’ora, tutto il giorno e tutta la notte, senza mai fermarci, impiegheremmo più di dieci giorni per coprire quella distanza. Eppure la luce la copre sette volte in un secondo. Schiocchi le dita, e la luce ha già fatto sette volte il giro del mondo.
Ora, riuscite ad immaginare quanto lontane possono essere le stelle, se la loro luce impiega un milione di anni per raggiungerci? E pensate che ci sono così tante stelle in cielo, che gli scienziati hanno calcolato che se ognuna fosse un granello di sabbia, e se le mettessimo tutte insieme, il loro numero sarebbe superiore al numero di granelli di sabbia di tutte le spiagge del nostro pianeta messe insieme.
Una di queste stelle, uno di questi granelli di sabbia tra quelle migliaia di miliardi di granelli di sabbia, è il nostro Sole, e una milionesima parte di questo granello è la nostra Terra. Un granello invisibile del nulla.
Ora voi potreste pensare che il sole non è poi così grande, ma considerate che è lontanissimo da noi. La luce del sole impiega circa 8 minuti per raggiungere la terra, e se dovessimo percorrere la distanza dalla terra al sole a 100 chilometri all’ora impiegheremmo circa 106 anni. Così il sole, essendo tanto lontano da noi può apparirci piccolo, mentre in realtà è un milione di volte più grande della terra: è così grande che una delle sue fiamme potrebbe contenere 22 volte la terra. (Mostrare ai bambini la carta 1: differenza di dimensioni tra Sole e Terra).
Quando quella prima forza di calore e di luce si è manifestata, ogni particella contenuta nella nube era troppo piccola per poter diventare materia. Queste piccole particelle erano come il fumo, come il vapore, così l’universo cominciò a dettare le sue leggi. Per la prima legge quando le particelle si raffreddano si devono avvicinare le une alle altre, così da occupare meno spazio.
Le particelle, allora come oggi, obbediscono alle leggi dell’universo, così molto lentamente, un pezzetto alla volta, la nube ardente cominciò a raffreddarsi ed a muoversi più lentamente nello spazio. Le particelle continuarono ad avvicinarsi e ad aggregarsi tra di loro, occupando sempre meno spazio, e pian piano assunsero diversi stati, che l’uomo ha chiamato gassoso, liquido e solido. Tutti sappiamo cosa vuol dire solido, o liquido, o gas: questa differenza dipendeva da quanto le particelle erano riuscite a raffreddarsi e ad avvicinarsi tra loro.
Ma c’erano altre leggi alle quali le particelle obbedivano, e così anche oggi: ognuna di loro provava un amore particolare per alcune particelle, e una fortissima antipatia per alcune altre. Così capitò che alcune si attraevano ed altre si respingevano, proprio come avviene agli esseri umani. Fu così che le particelle formarono gruppi diversi. (DIMOSTRAZIONE 1 sulla forza di attrazione).
Osservate come alcuni pezzi di carta si attraggono, mentre altri si allontanano l’uno dall’altro. E’ proprio in questo modo che le particelle si combinarono tra loro in modo diverso, formando elementi diversi.
Allo stato solido, le particelle si aggrappano così strettamente le une alle altre, che separarle è quasi impossibile. Esse formano un corpo che non modifica la sua forma, a meno che non applichiamo una forza su di esso. Se rompiamo una sostanza solida, i vari pezzi che otteniamo contengono le particelle aggrappate tra loro allo stesso modo in cui lo erano prima. Se ad esempio stacchiamo un frammento da una roccia, sia la roccia sia il frammento saranno di roccia. E questa è la legge che vale per i solidi.
Per i liquidi, l’universo stabilì leggi diverse, che dicono alle loro particelle: “Nei liquidi dovete stare unite, ma non troppo vicine le une alle altre, così sarete libere di muovervi e scorrere, e insieme non avrete una forma fissa. Insieme fluirete e vi diffonderete, riempiendo ogni vuoto, ogni fessura che incontrate nel vostro percorso. E avrete la forza di spingere verso il basso e verso i lati, ma non verso l’alto”. Ecco perché ancora oggi noi possiamo mettere le mani nell’acqua, ma non possiamo metterle nella roccia. (DIMOSTRAZIONE 2: modello di un liquido).
E per i gas, la legge fu questa: “Le vostre particelle non saranno del tutto aggrappate tra loro e potranno sempre muoversi liberamente in tutte le direzioni”.
Le particelle non diventarono sostanze solide liquide o gassose tutte nello stesso momento. A seconda della temperatura, alcuni gruppi di particelle si aggregavano, mentre altre stavano ad aspettare una temperatura più bassa per farlo. (DIMOSTRAZIONE 3: stati della materia e calore)
“Vieni è meraviglioso!” dicevano le particelle le une alle altre. “Se diventiamo calde ci allarghiamo, e ci allarghiamo ancora, diventiamo leggere e voliamo verso l’alto. Se ci raffreddiamo, diventiamo compatte e ci tuffiamo di nuovo giù!” E così facevano: quando si scaldavano salivano verso l’alto come le bollicine nell’acqua minerale, e quando si raffreddavano cadevano come granelli di sabbia che affondano nello stagno, rispondendo alle leggi dell’universo. (Mostrare ai bambini la carta 2: la danza degli elementi)
E grazie alla loro obbedienza, la Terra gradualmente si trasformò da una palla di fuoco, al pianeta che abitiamo. Queste particelle, che sono così piccole che è impossibile vederle o anche solo immaginarle, erano così numerose ed hanno lavorato così bene insieme, che hanno prodotto il mondo. La loro danza è proseguita per centinaia, migliaia, milioni di anni. Infine, le particelle si stabilizzarono, e una dopo l’altra presero riposo. Alcuni gruppi di fermarono allo stato liquido, altri allo stato solido. Quelli che provavano attrazione reciproca si univano a formare nuove sostanze. Le sostanze più pesanti si andarono a depositare vicino al cuore della Terra, e quelle più leggere si misero a galleggiare sopra di esse, come l’olio che galleggia sull’acqua. (DIMOSTRAZIONE 4: il peso dei liquidi)
Sulla loro superficie si formò una sottile pellicola, simile a quella che si forma facendo bollire il latte e lasciandolo poi raffreddare. La Terra, con questa nuova pelle, aveva assunto una forma, però gli elementi che si trovavano al di sotto di essa erano ancora molto caldi, e si sentivano intrappolati. Volevano Uscire. E d’altra parte, cosa altro potevano desiderare? In fondo stavano solo obbedendo, come sempre, alla legge dell’Universo, che aveva stabilito per loro: “Quando vi scalderete, vi espanderete”. Ma sotto la pelle che avvolgeva la Terra, mancava lo spazio per espandersi, e cominciarono a premere e premere, finchè si fecero varco tra eslosioni di immensa potenza, bucando la pellicola esterna. (Vulcano)
L’acqua che si era formata sulla superficie della Terra si trasformò in vapore e cominciò a salire verso l’alto. La massa incandescente che premeva sotto la pellicola superficiale esplose dal centro della terra, trasportando con sé immense nuvole di cenere. Un velo di gas, cenere e minerali avvolse completamente la Terra. Sembrava quasi che il nostro pianeta volesse impedire al Sole di vedere quello che stava combinando. (Mostrare ai bambini la carta 3: vulcani e nubi)
Quando le esplosioni cessarono, tutti gli elementi ripresero pian piano a raffreddarsi. Così i gas divennero liquidi, e i liquidi divennero solidi. La Terra, nel raffreddarsi, era diventata molto più piccola e si era fatta rugosa come una vecchia mela lasciata nella credenza: le pieghe erano le montagne, e i solchi gli oceani. Infatti le rocce, raffreddandosi, precipitarono per prime dalla nube che avvolgeva la terra, mentre l’acqua arrivò dopo, cadendo e riempiendo ogni spazio vuoto che trovava sul suo cammino. Piovve e piovve per lunghissimo tempo, ed è così che si formarono gli Oceani. Sopra all’acqua ed alle rocce rimase sospesa l’aria. La nube scura era scomparsa. (Mostrare ai bambini la carta 4: vulcani e acqua).
Quando la nube scura si dileguò, il sole fu di nuovo in gradi di sorridere alla sua bella figlia, la Terra, e vide rocce, acqua ed aria.
I solidi, i liquidi ed i gas, oggi, come ieri, come milioni di anni fa, obbediscono alle leggi dell’Universo, nello stesso modo. La Terra gira intorno su se stessa e danza intorno al Sole. E oggi, come milioni di anni fa, la Terra e tutti gli elementi ed i composti che la formano, assolvono i loro compiti. Anche se ogni elemento è unico e diverso dall’altro, sono tutti collegati l’uno all’altro, e noi siamo collegati a loro.
Gli elementi, le rocce, gli alberi, l’acqua, l’aria e noi, esseri umani, siamo tutti fatti di stelle, costruiti con quel materiale che si staccò dalla prima grande nube di luce e calore che cominciò a vagare nel gelido vuoto.
Il cosmo è dentro di noi, di noi che eravamo Uno all’alba dell’Universo. E anche noi, come tutto, obbediamo alle sue leggi e svolgiamo in nostro compito, che è quello di essere il mezzo che l’Universo ha di conoscere se stesso.
Guardiamo con umiltà al fiume ed alle nuvole, alle montagne e agli alberi. Guardiamo con gratitudine al cielo, e diciamo: “Grazie. Siamo tutti unici e tutti figli allo stesso modo della terra e del cielo. Siamo tutti simili, tutti rari e preziosi. Grazie”.
LA PRIMA GRANDE LEZIONE MONTESSORI
La nascita dell’Universo
Il Dio senza mani – Versione originale
Così come è scritta, la versione originale presenta una netta prospettiva giudaico-cristiana. Se non è la vostra prospettiva, come già detto, o se nel vostro gruppo di bambini convivono studenti provenienti da famiglie atee o Hindu, Shinto, Testimoni di Geova, Musulmane, o di qualsiasi altra fede, a mio parere, si può utilizzare la versione data sopra, o sostituire la parola ‘Dio’ con la parola ‘vita’ o ‘ forza della Vita’, o ‘Legge dell’Universo’, senza nulla togliere alla lezione. Ribadito questo, per noi adulti, può valere la pena conoscere anche questa versione per il suo valore di documento storico. Mario Montessori ha condiviso questa storia, pubblicata nella rivista dell’AMI del dicembre 1958, presentandola come racconto da fare ai bambini, in una sola seduta, entro la prima settimana di arrivo degli studenti nelle classi elementari.
Fin dall’inizio, gli esseri umani erano a conoscenza del’esistenza di Dio. Potevano sentirlo, ma non potevano vederlo, e da sempre si sono chiesti, nelle loro diverse lingue, chi fosse e dove si trovava. Domandavano ai loro saggi: “Chi è Dio?”. E i saggi rispondevano: “E’ il più perfetto degli esseri”. “Ma che aspetto ha? Ha un corpo come noi?”. “No, non ha un corpo. Non ha occhi per vedere, non ha mani per lavorare, non ha piedi per camminare, ma vede e sa tutto, anche i nostri pensieri più segreti”. “E dove sta?” “Sta in cielo e sulla Terra. Egli è ovunque”. “E cosa può fare?” “Ciò che vuole” “Ma cosa ha fatto, effettivamente?”
“Ciò che ha fatto, è tutto ciò che è accaduto. Egli è il Creatore e il Maestro che ha fatto tutto, e tutto ciò che ha fatto obbedisce alla sua volontà. Egli si prende cura di tutti e a tutti provvede, e mantiene la sua creazione in ordine ed armonia. In principio c’era solo Dio. E dal momento che completamente perfetto e completamente felice, non c’era nulla di cui avesse bisogno. Eppure, per sua bontà, decise di creare e di porre in essere tutto ciò che è visibile e tutto ciò che è invisibile. Uno dopo l’altro fece la luce, le stelle, il cielo e la terra, con le sue piante ed i suoi animali. Per ultimo fece l’uomo. L’uomo, come gli animali, è stato fatto con sostanze della terra, ma Dio lo ha reso diverso dagli animali e simile a se stesso, perché gli respirò dentro un’anima immortale”.
A questa risposta, molti pensarono che questo racconto fosse solo una fantasia dei saggi. “Come potrebbe, qualcuno che non ha occhi e non ha mani, fare le cose? Se è uno spiroto che non può essere visto, o toccato, o sentito, come può aver fatto le stelle che brillano in cielo, il mare che è sempre in moto, il sole, le montagne e il vento? Come può uno spirito creare gli uccelli e i pesci e gli alberi, i fiori e il profumo che diffondono intorno a loro? Forse sarebbe stato in grado di fare le cose invisibili, questo si, ma come può aver creato il mondo visibile? Certo, è una bella storia, ma come fanno i saggi a dire che è ovunque e vede dentro di noi? Dicono che è il Maestro a cui tutto e tutti obbediscono, ma perché dovremmo crederci? Se noi che abbiamo le mani non siamo in grado di fare queste cose, come potrebbe esserci riuscito qualcuno che non le ha? E come possiamo credere che gli animali, le piante o i sassi obbediscono a Dio? Gli animali selvatici non fanno quello che si chiede loro, come possono essere obbedienti a Dio? E come possono i venti, il mare, le montagne? Possiamo gridare e urlare e agitare le braccia verso di loro, ma loro non ci possono sentire, non sono vivi e non possono obbedirgli. Dio c’è e basta.” Sembra davvero che Dio ci sia e basta. A noi che abbiamo le mani, ma non possiamo fare le cose che fa lui, può sembrare che ci sia e basta. Ma come vedrete, tutte le cose che esistono, che abbiano vita o meno, e anche se non fanno nulla a parte esserci, obbediscono alla volontà di Dio. Le Creature di Dio non sanno che stanno obbedendo. Alle cose inanimate basta esistere. Ai viventi basta sopravvivere. Eppure ogni volta che un venticello fresco vi accarezza la guancia, se potessimo sentire, sentiremmo la sua voce dire: “Obbedisco al Signore”. Quando il sole sorge al mattino e sparge i suoi colori sul mare cristallino, il sole ed i suoi raggi stanno sussurrando: “Mio Signore, obbedisco”. E quando vediamo un uccello in volo, o la frutta che cade da un albero, o una farfalla in equilibrio su un fiore, gli uccelli e il loro volo, l’albero e il frutto e il suo cadere a terra, la farfalla e il fiore e il suo profumo, tutti ripetono le stesse parole: “Ti sento, mio Signore, e ti obbedisco”.
All’inizio c’era il caos e l’oscurità regnava sull’abisso. Dio disse: “Sia la luce”, e la luce fu. Prima di allora c’era solo uno spazio immenso e profondo, senza inizio e senza fine, indescrivibilmente buio e freddo. Chi può immaginare tutta questa immensità, tutta questa oscurità, tutto questo freddo? Quando noi pensiamo al buio, pensiamo alla notte, ma la nostra notte è luminosa come il sole di mezzogiorno, confrontata a quella prima oscurità. Quando pensiamo al freddo, pensiamo al ghiaccio. Ma il ghiaccio è caldo, se lo confrontiamo col freddo dello spazio che ci separa dalle stelle…
In questo vuoto incommensurabile e oscuro è stata creata la luce. Era qualcosa di simile a una grandissima nube di fuoco, che comprendeva in sé tutte le stelle che sono in cielo.
L’intero universo era in quella nuvola, e tra le stelle più piccole, c’era anche il nostro mondo. A dire la verità non si trattava ancora di stelle: nel tempo di cui stiamo parlando esistevano soltanto la luce e il calore. E questo calore era così intenso, che tutte le sostanze che conosciamo – il ferro, l’oro, la terra, le pietre, l’acqua – esistevano come gas ed erano inconsistenti come l’aria. Tutte queste sostanze, tutti i materiali di cui sono composti la terra, e le stelle, e perfino voi ed io, erano fusi insieme in un vasto e fiammeggiante ammasso che aveva una luce ed un calore così intensi, che al confronto il nostro sole sembra un pezzo di ghiaccio.
Questa nube gassosa ardeva nel gelido nulla, troppo grande da immaginare, ma infinitamente più vasto della nube. La massa di fuoco era poco più grande di una goccia d’acqua nell’oceano dello spazio, ma questa goccia conteneva in sé la terra e tutte le stelle. Poiché la nube ardente si muoveva nello spazio, piccole gocce cominciarono a staccarsi da essa, come quando teniamo in mano un bicchiere d’acqua e lo facciamo oscillare, e vediamo che dall’acqua si staccano delle gocce e volano via.
Le innumerevoli schiere di stelle che vediamo brillare nel cielo notturno, sono come queste piccole gocce, ma mentre le gocce d’acqua che si staccano dal bicchiere cadono, le stelle sono in continuo movimento nello spazio e non si incontrano mai. Esse sono a milioni di chilometri l’una dall’altra. Solo. Alcune stelle sono così lontane da noi, che la loro luce impiega milioni di anni per raggiungerci.
Sapete quanto velocemente viaggia la luce? (dare ai bambini il tempo di fare le loro ipotesi.) 100 chilometri all’ora? 200? 1000? No, molto più veloce. La luce viaggia alla velocità di 300.000 chilometri, ma non all’ora… al secondo! Immaginate quanto è veloce! Viaggiare a 300.000 chilometri al secondo, significa che in un secondo potremmo fare sette volte il giro intorno al mondo. E sapete quanto è grande il mondo? 40.000 chilometri. Se dovessimo guidare a 100 chilometri all’ora, tutto il giorno e tutta la notte, senza mai fermarci, impiegheremmo più di dieci giorni per coprire quella distanza. Eppure la luce la copre sette volte in un secondo. Schiocchi le dita, e la luce ha già fatto sette volte il giro del mondo.
Ora, riuscite ad immaginare quanto lontane possono essere le stelle, se la loro luce impiega un milione di anni per raggiungerci? E pensate che ci sono così tante stelle in cielo, che gli scienziati hanno calcolato che se ognuna fosse un granello di sabbia, e se le mettessimo tutte insieme, il loro numero sarebbe superiore al numero di granelli di sabbia di tutte le spiagge del nostro pianeta messe insieme.
Una di queste stelle, uno di questi granelli di sabbia tra quelle migliaia di miliardi di granelli di sabbia, è il nostro sole, e una milionesima parte di questo granello è la nostra terra. Un granello invisibile del nulla.
Ora voi potreste pensare che il sole non è poi così grande, ma considerate che è lontanissimo da noi. La luce del sole impiega circa 8 minuti per raggiungere la terra, e se dovessimo percorrere la distanza dalla terra al sole a 100 chilometri all’ora impiegheremmo circa 106 anni. Così il sole, essendo tanto lontano da noi può apparirci piccolo, mentre in realtà è un milione di volte più grande della terra: è così grande che una delle sue fiamme potrebbe contenere 22 volte la terra.
Quando la volontà di Dio mise in essere le stelle, non c’era nessun particolare che non avesse già previsto. Ad ogni pezzo di universo, ad ogni granello che potremmo credere troppo piccolo per la materia, è stata data una serie di regole da seguire. Alle piccole particelle che erano come il fumo, come il vapore, che possono essere distinte solo come luce e calore e si muovono a una velocità fantastica, ha detto: “Quando sarete fredde vi avvicinerete tra di voi diventando più piccole”. E così esse, mentre si raffreddavano, si spostavano sempre più lentamente, aggrappandosi le une alle altre in modo sempre più ravvicinato e occupando meno spazio. Le particelle hanno assunto diversi stati che l’uomo ha chiamato stato solido, stato liquido e stato gassoso. Se una cosa fosse un gas o un liquido o un solido, in quel momento dipendeva da quanto caldo o freddo esso fosse.
Poi Dio diede altre istruzioni. Ogni particella provava un amore particolare per alcune particelle, e una fortissima antipatia per alcune altre. Così capitò che alcune si attraevano ed altre si respingevano, proprio come avviene agli esseri umani. Fu così che le particelle formarono gruppi diversi.
In questo modo, dunque, le particelle si combinarono tra loro e si formarono diverse sostanze. Allo stato solido, Dio ha previsto che le particelle si aggrappino così strettamente le une alle altre, che separarle è quasi impossibile. Esse formano un corpo che non modifica la sua forma, a meno che non applichiamo una forza su di esso. Se rompiamo una sostanza solida, i vari pezzi che otteniamo contengono le particelle aggrappate tra loro allo stesso modo in cui lo erano prima. Se ad esempio stacchiamo un frammento da una roccia, sia la roccia sia il frammento saranno di roccia. Invece, ai liquidi Dio disse: “ Voi dovrete stare uniti, ma non troppo vicini, in modo tale che non avrete una forma vostra, ma potrete rotolare una particella sull’altra”.
Per i liquidi, l’universo stabilì leggi diverse, che dicono alle loro particelle: “Nei liquidi dovete stare unite, ma non troppo vicine le une alle altre, così sarete libere di muovervi e scorrere, e insieme non avrete una forma fissa. Insieme fluirete e vi diffonderete, riempiendo ogni vuoto, ogni fessura che incontrate nel vostro percorso. E avrete la forza di spingere verso il basso e verso i lati, ma non verso l’alto”. Ecco perché ancora oggi noi possiamo mettere le mani nell’acqua, ma non possiamo metterle nella roccia. E ai gas Egli disse: “Le vostre particelle non saranno del tutto aggrappate tra loro e potranno sempre muoversi liberamente in tutte le direzioni”.
Ma poiché le particelle erano individui molto diversi tra loro, non diventarono sostanze solide liquide o gassose tutte nello stesso momento. A seconda della temperatura, alcuni gruppi di particelle si aggregavano, mentre altre stavano ad aspettare una temperatura più bassa per farlo.
Mentre le particelle si aggregavano obbedendo alle leggi di Dio, una di quelle gocce che si era staccata dalla nube ardente, e che sarebbe diventata il nostro mondo, cominciò a girare su se stessa e intorno al Sole, nel gelido spazio. Col passare del tempo, sulla superficie esterna di questa massa iniziò una danza, che chiameremo la danza degli elementi: le particelle dello strato più esterno si raffreddavano per prime e diventavano più piccole. Stringendosi insieme si schiacciavano contro lo strato inferiore, che era rimasto molto più caldo, si scaldavano di nuovo, e tornavano ad espandersi verso l’esterno. Come angioletti, portavano fuori dalla terra un secchio di caldo, e tornavano alla terra con un secchio di freddo.
“Vieni è meraviglioso!” dicevano le particelle le une alle altre. “Se diventiamo calde ci allarghiamo, e ci allarghiamo ancora, diventiamo leggere e voliamo verso l’alto. Se ci raffreddiamo, diventiamo compatte e ci tuffiamo di nuovo giù!” E così facevano: quando si scaldavano salivano verso l’alto come le bollicine nell’acqua minerale, e quando si raffreddavano cadevano come granelli di sabbia che affondano nello stagno, rispondendo alle leggi di Dio. E grazie alla loro obbedienza, la Terra gradualmente si trasformò da una palla di fuoco, al pianeta che abitiamo. Queste particelle, che sono così piccole che è impossibile vederle o anche solo immaginarle, erano così numerose ed hanno lavorato così bene insieme, che hanno prodotto il mondo. La loro danza è proseguita per centinaia, migliaia, milioni di anni. Infine, le particelle si stabilizzarono, e una dopo l’altra presero riposo. Alcuni gruppi si fermarono allo stato liquido, altri allo stato solido. Quelli che provavano attrazione reciproca si univano a formare nuove sostanze. Le sostanze più pesanti si andarono a depositare vicino al cuore della Terra, e quelle più leggere si misero a galleggiare sopra di esse, come l’olio che galleggia sull’acqua.
Sulla loro superficie si formò una sottile pellicola, simile a quella che si forma facendo bollire il latte e lasciandolo poi raffreddare. La Terra, con questa nuova pelle, aveva assunto una forma, però gli elementi che si trovavano al di sotto di essa erano ancora molto caldi, e si sentivano intrappolati. Volevano Uscire. E d’altra parte, cosa altro potevano desiderare? In fondo stavano solo obbedendo, come sempre, alla legge divina, che aveva stabilito per loro: “Quando vi scalderete, vi espanderete”. Ma sotto la pelle che avvolgeva la Terra, mancava lo spazio per espandersi, e cominciarono a premere e premere, finchè si fecero varco tra esplosioni di immensa potenza e grandi combattimenti e lotte, bucando la pellicola.
L’acqua che si era formata sulla superficie della Terra si trasformò in vapore e cominciò a salire verso l’alto. La massa incandescente che premeva sotto la pellicola superficiale esplose dal centro della terra, trasportando con sé immense nuvole di cenere.
Un velo di gas, ceneri e minerali avvolse completamente la Terra, in modo che nessuno potesse vedere quali tremende lotte stessero avvenendo al suo interno. Il sole si vergognava di loro!
Alla fine, i combattimenti cessarono. Appena si furono tutti raffreddati, sempre più gas diventarono liquidi e sempre più liquidi diventarono solidi. La Terra, nel raffreddarsi, era diventata molto più piccola e si era fatta rugosa come una vecchia mela lasciata nella credenza: le pieghe erano le montagne, e i solchi gli oceani. Infatti le rocce, raffreddandosi, precipitarono per prime dalla nube che avvolgeva la terra, mentre l’acqua arrivò dopo, cadendo e riempiendo ogni spazio vuoto che trovava sul suo cammino. Piovve e piovve per lunghissimo tempo, ed è così che si formarono gli Oceani. Sopra all’acqua ed alle rocce rimase sospesa l’aria. La nube scura era scomparsa.
Quando la nube scura si dileguò, il sole fu di nuovo in grado di sorridere alla sua bella figlia, la Terra, e vide rocce, acqua ed aria.
I solidi, i liquidi ed i gas, oggi, come ieri, come milioni di anni fa, obbediscono alle leggi di Dio, nello stesso modo. La Terra gira intorno su se stessa e intorno al Sole. E oggi, come milioni di anni fa, la Terra e tutti gli elementi ed i composti che la formano, assolvono i loro compiti e sussurrano con una sola voce: ‘Signore, sia fatta la tua volontà; noi ti obbediamo”.
LA PRIMA GRANDE LEZIONE MONTESSORI
La nascita dell’Universo
terza versione
La prima grande lezione Montessori Materiale:
– Disponete su un lungo tappeto i seguenti oggetti, in questo ordine:
un palloncino nero gonfiato e riempito con brillantini o coriandoli, e uno spillo
del ghiaccio su un vassoio
una bella grande candela, e i fiammiferi
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 1 contenente: pezzi di carta in un contenitore (si possono anche raccogliere i coriandoli del palloncino, dopo che è stato scoppiato, come alternativa), una brocca piena d’acqua e una ciotola possibilmente lunga e rettangolare
una ciotola con della sabbia
un mappamondo
un metro
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 2 contenente: un bicchere trasparente riempito con acqua colorata di blu, una ciotola di miele e una d’olio e una brocca o un bicchiere più grande per mescolarli
un vassoio contenente i frammenti grandi e piccoli di un sasso rotto
un vassoio per la DIMOSTRAZIONE 3 contenente: una brocca d’acqua e una ciotola di perle o biglie
uno spray (profumo o deodorante)
un vulcano, coperto molto bene con un panno nero, già riempito con bicarbonato di sodio e colorante in polvere rosso, e una brocca piena di aceto mescolato ad un po’ di sapone per piatti:
– La prima grande lezione Montessori – Carte illustrate da tenere a portata di mano su di un vassoio, o da inserire secondo lo schema della narrazione tra gli oggetti messi sul tappeto, voltate, da mostrare durante la narrazione.
Immagine di un Universo Primordiale 1
Immagine di un Universo Primordiale 2
Immagine di galassie con stelle scintillanti
Tavola periodica degli elementi
Immagine di una Supernova
Immagine della materia che fuoriesce da una Supernova
Immagine del Sole
Immagine che mostra la differenza di dimensioni tra Sole e Terra
Immagine di Protopianeti
Immagine di Pianeti
Immagine del Sole
Immagine del Sistema Solare
Immagine di un vulcano
Immagine della Terra formata da vulcani ed acqua
Una bella immagine della Terra.
La prima grande lezione Montessori il set completo qui:
La prima grande lezione Montessori – Istruzioni per le dimostrazioni
La prima grande lezione Montessori – DIMOSTRAZIONE 1 (forza di attrazione): riempire la ciotola con l’acqua, attendere che si fermi, quindi sparpagliare i pezzetti di carta sulla superficie dell’acqua ed osservare.
La prima grande lezione Montessori – DIMOSTRAZIONE 2 (il peso dei liquidi): ho qui 3 liquidi di peso diverso. Verso l’acqua colorata, poi il miele e vedo come scende sul fondo. Verso l’olio e lo vedo galleggiare. Questa è la forza fisica che esercita il peso. Posso agitare questa miscela, e prima della fine della giornata si sarà sistemata di nuovo con la più pesante in basso e il più leggero in alto. I liquidi si distribuiscono a strati in base al loro peso.
DIMOSTRAZIONE 3 (Modello di liquido): versare le biglie nel vaso e scuoterlo per far scivolare le sfere le une sulle altre e osservare
La prima grande lezione Montessori – Preparazione della stanza
Se ne avete la possibilità, chiedete un aiuto per portare i bambini a fare una passeggiata di una ventina di minuti all’aperto (non gioco libero in giardino), mentre voi vi dedicate alla preparazione del materiale sul tappeto. Potete, per aumentare il senso di stupore e mistero, tenere la stanza in leggera penombra e scegliere una musica di sottofondo (ad esempio concerti per arpa). Per facilitare l’esperienza del buio, quando serve, potete chiudere le tapparelle della stanza e tenere accesa una lampada, da spegnere e riaccendere con comodità.
La prima grande lezione Montessori – La nascita dell’Universo
C’era solo grande spazio che non ha avuto inizio e senza fine. Tutto era buio; così buio che la nostra notte più buia sembrerebbe come il sole brillante. Era così freddo che il ghiaccio sembra calda.
Che cosa avete visto durante la vostra passeggiata? (I bambini risponderanno: alberi, la luce del sole, l’erba, gli uccelli, ecc… lasciate che partecipino il più possibile). E di notte invece cosa si vede? (le stelle, la luna, il buio, ecc…)
Questa è la storia di come tutto è venuto ad essere. (Prendo tra le mani il palloncino nero e lo muovo lentamente avanti e indietro mentre parlo). Ebbene, in principio non c’era nulla. Non c’erano persone, non c’erano città, né animali, né uccelli, né insetti; la Terra stessa non esisteva. Non c’era niente. Non c’erano le acque a riempire i mari, gli alberi a riempire le foreste, l’aria a riempire il cielo. Non c’era la Terra, non c’era il Sole, non c’erano le stelle e non c’era la Via Lattea. (poso il palloncino). C’era solo un grande spazio che non aveva inizio né fine. Tutto era buio, così buio che la nostra notte più buia apparirebbe al confronto un sole brillante. Ed era freddo, così freddo che al confronto il ghiaccio sembrava il fuoco di un caminetto. (Per dar vita a questa immagine di buio e freddo assoluti possiamo far buio nella stanza, e far toccare in silenzio un pezzo di ghiaccio). (Senza riaccendere la luce)Pensate che gran freddo doveva esserci, in questo buio nulla, se il ghiaccio misura – 40°m mentre quel freddo si aggirava sui -273°… Ma forse qualcosa c’era: un respiro sospeso di attesa, come quando aspettiamo che un racconto cominci, o come quando prepariamo una sorpresa per qualcuno, e non vediamo l’ora di farla. C’era la sensazione che qualcosa stesse per accadere… questa era la cosa singolare. (Accendere la candela) Aprite gli occhi… così è nato il nostro Universo. Prima non c’era niente ed era molto freddo, poi c’era tutto ed era molto caldo. C’era la luce, per la prima volta.
Improvvisamente, in un attimo di grande energia, una forza ha portato in essere l’intero Universo. In questo momento sono apparse le particelle di luce e materia. (prendere tra le mani il palloncino e forarlo con un gesto improvviso con lo spillo).
Infatti questa candela rappresenta la prima luce che proveniva da particelle di materia (protoni, neutroni, elettroni e antiparticelle) che scontrandosi tra loro generavano particelle di luce (fotoni).(accendere la luce)
La nostra storia iniziò proprio allora. Con questo Universo molto piccolo e molto caldo. (mostrare ai bambini la carta 1- universo primordiale 1)
In questo universo primordiale le particelle si muovevano nel caos all’impazzata, urtandosi l’una con l’altra. Erano libere e selvagge e non obbedivano ad alcuna legge. Quando si scontravano, si annientavano a vicenda con uno scoppio di energia chiamato luce. Questa l’immagine di ciò che probabilmente doveva essere l’Universo primordiale: nuvole di materia, attraversata da lampi di luce. (mostrare ai bambini la carta 2- universo primordiale 2)
Il nostro Universo rischiava di sparire più rapidamente di come era apparso, se nel frattempo non si fosse raffreddato a contatto col gelido vuoto. Appena cominciò a raffreddarsi, le particelle iniziarono a rispondere alle leggi della materia. Una forza cominciò ad unire le particelle tra loro, e protoni, neutroni ed elettroni , unendosi , formarono atomi di idrogeno e di elio. Questi elementi avrebbero presto trasformato il primo caotico universo. Infatti, le particelle unite in atomi smisero di scontrarsi tra di loro e non generarono più i fotoni. L’Universo divenne buio e calmo. Erano passati cinque miliardi di anni. (spegnere la candela)
Nei 5 miliardi di anni successivi, alcune particelle hanno continuato a unirsi, mentre altre hanno sviluppato la capacità di resistere alla forza. (Esperimento della carta nell’acqua: versare l’acqua nella ciotola rettangolare, aggiungere i pezzi tagliati di carta lentamente e guardare come, senza muovere la ciotola o soffiare, alcuni pezzetti si incontrano rispondendo alla forza di attrazione, mentre altri si respingono per forza contraria).
Tutto si rimise in movimento. Quando l’Universo si generò, non era un qualcosa di liscio come un pallone; era piuttosto simile ad come la coperta o ad un lenzuolo sul letto spiegazzato. Le particelle di materia cominciarono a farsi attirare da queste varie rughe, e in corrispondenza di esse di formarono delle nubi, da cui si sono generate le prime galassie. Nelle galassie, c’erano zone che catturavano tantissime particelle, e queste particelle, una volta catturate, cominciavano a girare una intorno all’altra. Così la temperatura tornò a salire, finchè non ci fu una nuova grandissima esplosione di luce, proprio come avvenne la prima volta, e così nacquero le prime stelle. (Riaccendere la candela). L’Universo ha cominciato a brillare in tutto se stesso, e cento miliardi di galassie hanno riempito il suo spazio. Erano trascorsi un miliardo di anni. (Mostrare ai bambini la carta 3: galassie con stelle scintillanti)
Le prime galassie, le galassie ellittiche, sono la più antiche dell’Universo. Vennero poi le galassie a spirale. Queste nubi di gas hanno stelle che continuano a nascere anche oggi, e sono molto speciali. Ci sono oltre un miliardo di galassie nell’universo, e solo un centinaio di milioni di queste sono a spirale.
Una galassia molto particolare è poi la Via Lattea. Quando guardiamo il cielo vediamo milioni di stelle, ma tutte appartengono soltanto alla nosta galassia, la Via Lattea appunto. Però anche le stelle della nostra Galassia non sono vicine, anzi, sono così distanti che la luce di alcune di esse impiega milioni di anni per raggiungerci. E ci sono così tante stelle nella nostra galassia che gli scienziati hanno calcolato che se ogni stella fosse un granello di sabbia, e se le mettessimo tutte insieme, il loro numero sarebbe superiore al numero di granelli di sabbia di tutte le spiagge del nostro pianeta messe insieme. (mettiamo un po ‘di sabbia su un dito e cerchiamo di contare quante stelle sarebbero).
Quando la nostra galassia si formò, conteneva una stella molto speciale. Era un’enorme stella che si preparava a trasformarsi.
Una stella è come una fabbrica che lavora per trasformare tutto l’idrogeno che contiene in elio: la luce che vediamo è formata dai fotoni di luce che si sprigionano all’interno della stella a causa di questo lavoro. Quando tutto l’idrogeno è trasformato in elio, la stella si espande verso l’esterno. Questa espansione produce molto calore e dà alla stella l’energia che serve per trasformare l’elio in carbonio, e durante questo lavoro la stella brilla di una luce ancora più intensa. Quando poi tutto l’elio si è trasformato in carbonio, la stella si espande un’altra volta, e acquista l’energia che le serve per permettere al carbonio di formare l’ossigeno. E così via, seguendo lo stesso processo si formeranno tutti gli altri elementi, fino al neon, al sodio, al magnesio, all’alluminio, al silicio e al ferro. (mostrare ai bambini la carta 4: Tavola periodica degli elementi).
Questo è un grafico che mostra tutti gli elementi presenti ora sulla Terra. Ogni elemento ha avuto origine nelle stelle, ed per questo che gli scienziati dicono che tutto è fatto di polvere di stelle.
Quando, al termine di questo lavoro di costruzione degli elementi, una stella ha consumato tutta la sua energia, si espande per un’ultima volta diventando una Gigante Rossa, e poi esplode: la stella diventa una Supernova. (mostrare ai bambini la carta 5: una Supernova)
Questa è una foto di una supernova. Tutti gli elementi all’interno della stella vengono sparati nello spazio insieme a grandi quantità di polveri e gas. (mostrare ai bambini la carta 6: La materia che fuoriesce da una supernova).
Tutti questi materiali che provengono da una supernova prendono il nome di materia interstellare. In seguito la galassia raccoglie di nuovo questa materia interstellare che si unisce fino a far nascere una nuova stella. Ed è proprio così che, quattro miliardi di anni fa, si è formato il nostro Sole. (mostrare ai bambini la carta 7: il Sole).
Il Sole è solo una stella di media grandezza, eppure è un milione di volte più grande della Terra. (Mostrare ai bambini il mappamondo).
Ma se è così grande, come mai a noi che lo guardiamo sembra piccolo? (Attendere le risposte dei bambini) Perché è lontanissimo da noi, così lontano che la sua luce impiega 8 minuti per raggiungerci sulla Terra. E pensate che la luce viaggia velocissima: 300.000 chilometri al secondo. Immaginate di che velocità parliamo! La luce viaggia così veloce che può fare 7 volte il giro del mondo in un secondo. Se noi potessimo fare tutto il giro del mondo in automobile, viaggiando a 100 chilometri all’ora, senza mai fermarci a riposare, impiegheremmo 11 giorni e 11 notti per compiere il giro sette volte. E la luce può fare tutto questo in un secondo! (Cerco di muovere la mano in tutto il mondo come gli studenti scattano un secondo.) Potete schioccare le dita e la luce ha già fatto il giro della terra sette volte. (mostro ai bambini il metro).
Ecco perché il sole non ci appare poi così grande: è così lontano che la sua luce impiega 8 minuti per raggiungere noi, e se noi volessimo raggiungere lui, viaggiando al 100 chilometri all’ora, impiegheremmo circa 106 anni. Così il sole, che essendo tanto lontano da noi può apparirci piccolo, in realtà è un milione di volte più grande della Terra: è così grande che una fiamma proveniente dal sole potrebbe contenere 22 Terre. (mostrare ai bambini la carta 8: immagine che mostra la differenza di dimensioni tra Sole e Terra).
Inoltre pensate: se la luce impiega 8 minuti per raggiungerci, questo significa che ogni volta che guardiamo il Sole, stiamo guardando 8 minuti indietro nel passato.
Questo è il motivo per cui il telescopio Hubble può vedere il passato: perché è così potente che le immagini che riceve provengono da un passato lontanissimo. E così possiamo vedere le immagini dei proto pianeti e dei pianeti si sono generati da essi. (mostrare ai bambini la carta 9: protopianeti e la carta 10: pianeti).
Il nostro sole si è generato 5 miliardi di anni fa, e continuerà a brillare per almeno altri 5 miliardi di anni prima che la sua energia si esaurisca.
Cinquanta milioni di anni fa, come abbiamo visto, a seguito dell’esplosione di una Supernova, nella nostra galassia si è dispersa un’enorme quantità di materiale interstellare, che poi si è concentrato in grumi che si sono via via ingigantiti. Uno di questi grumi sarebbe diventato il nostro Sole. (mostrare ai bambini la carta 11: il Sole).
Quando nacque, questa nube di fuoco era un milione di volte più grande di quello che è oggi, ma non così grande da diventare una Gigante Blu ed esplodere. La sua dimensione era abbastanza grande da garantirgli energia a disposizione per lunghissimo tempo. Intorno al sole, altri grumi più piccoli si erano formati, ed il sole cominciò ad esercitare su di loro la sua forza di attrazione. Tutti questi grumi formati da particelle di materia hanno cominciato a seguire le leggi dello spazio, e hanno cominciato a girare ed a muoversi lungo un percorso fisso. Così sono nati i pianeti del nostro sistema solare, e così anche la perla blu, che doveva diventare la Terra, iniziò il suo viaggio. (mostrare ai bambini la carta 12: il Sistema Solare).
In principio, tutti i pianeti erano gassosi. Gli elementi prima si stringevano l’uno all’altro, raggiungevano temperature elevatissime, e poi si espandevano nello spazio per raffreddarsi. Una volta raffreddati tornavano a contrarsi strigendosi di nuovo verso il centro. E tutto ricominciava daccapo. Questo processio di espansione e contrazione continuò per milioni di anni, fino alla nascita dei pianeti. (mostrare nuovamente ai bambini la carta 9: protopianeti e la carta 10: pianeti).
Mano a mano, gli elementi più freddi e pesanti affondavano verso il centro, mentre gli elementi più caldi e leggeri vi galleggiavano sopra.
Ma guardiamo un po’ più da vicino la nostra Terra. Quando ha iniziato a formarsi, non si trattava che di gas vorticosi. Appena cominciò il suo moto su se stessa e intorno al Sole, nel gelido spazio, cominciò a raffreddarsi e a diventare più piccola. Le particelle del bordo esterno si freddavano e occupavano meno spazio, e stringendosi si avvicinavano al centro incandescente della Tera. In questo modo tornavano a scaldarsi, a diventare più leggere e ad occupare più spazio, dirigendosi di nuovo verso il bordo esterno, a contatto con lo spazio gelido. Questa danza è continuata per centinaia di milioni di anni. Infine, le particelle furono abbastanza fredde da stabilizzarsi. Quelle più pesanti affondarono e formarono il nucleo, quelle un po’ più leggere formarono il mantello, e quelle più leggere di tutte rimasero all’esterno, e lentamente formano una crosta.
La prima grande lezione Montessori – DIMOSTRAZIONE 2:
Le leggi fisiche sono molto potenti e tutte le particelle vi obbediscono. Le particelle che formavano la Terra nel corso del suo processo di formazione, avevano assunto tre diversi stati: solido, liquido e gassoso. Così è anche oggi: ogni particella che esiste sulla Terra o è un solido, o un liquido o un gas. Allo stato solido, le particelle si aggrappano così strettamente le une alle altre, che separarle è quasi impossibile. Esse formano un corpo che non modifica la sua forma, a meno che non applichiamo una forza su di esso. Se rompiamo una sostanza solida, i vari pezzi che otteniamo contengono le particelle aggrappate tra loro allo stesso modo in cui lo erano prima. Se ad esempio stacchiamo un frammento da una roccia, sia la roccia sia il frammento saranno di roccia. (Mostrare ai bambini il sasso spaccato). E questa è la legge che vale per i solidi.
Nello stato liquido, le particelle si tengono insieme, ma non così strettamente. Non hanno forma propria, ma riempiono ogni vuoto che trovano. Esse spingono lateralmente, e verso il basso, ma non verso l’alto. Questo è il motivo per cui siamo in grado di mettere la nostra mano nell’acqua, ma non all’interno di una roccia. (DIMOSTRAZIONE: modello di un liquido con biglie o perle)
Le particelle dei gas non sono del tutto aggrappate le une alle altre e possono sempre muoversi liberamente in tutte le direzioni. (spruzzare ildeodorante). Tutte le particelle nello spazio obbediscono a queste leggi. (Aspettiamo che tutti gli odori del gas svaniscano).
La Terra, ora composta da nucleo, mantello e crosta, aveva assunto una forma propria, però i metalli liquidi e incandescenti che si trovavano nel nucleo erano sottoposti a una pressione fortissima. Questa roccia fusa voleva espandersi, ma la crosta bloccava la sua strada. Così scoppiò! (Versare l’aceto nel vulcano)
Vulcani esplosero su tutta la Terra, e una grande nuvola avvolse tutto il pianeta. (Mostrare ai bambini la carta 13: vulcano).
Questa nube nascose il Sole, e così la Terra potè di nuovo raffreddarsi. Man mano che questo avveniva, dalla nube gli elementi presero a scendere in forma di pioggia. Quando l’acqua cadeva sulla terra assumeva la forma di vapore, formando sulla Terra le nuvole. Intanto nel pianeta sempre più gas diventavano liquidi, e sempre più liquidi diventavano solidi, così si riformò una crosta rocciosa, che la pioggia incessante potè raggiungere. La Terra, nel raffreddarsi, era diventata molto più piccola e si era fatta rugosa come una vecchia mela lasciata nella credenza: le pieghe erano le montagne, e i solchi gli oceani. Si formarono piscine di acqua, poi stagni, poi laghi, poi immensi oceani. Pioveva e pioveva e pioveva: tempeste immense infuriavano sulla terra, e l’acqua riempì tutte le cavità che incontrava. A volte, però, gli elementi fusi presenti nel nucleo, sotto la crosta terrestre, continuavano a esplodere in superficie. (mostrare ai bambini la carta 14: la Terra formata da vulcani ed acqua).
Quando la nube scura si dileguò, il Sole fu di nuovo in grado di irraggiare la Terra, e vide rocce, acqua ed aria. Tutto era bello e il pianeta era pronto ad accogliere la vita, ma di questo parleremo un altro giorno. (mostrare ai bambini la carta 15: una bella immagine della Terra).
(Lasciare i vassoi per gli esperimenti a disposizione dei bambini, per tutto il tempo in cui vediamo che suscitano il loro interesse).
LA PRIMA GRANDE LEZIONE MONTESSORI
La nascita dell’Universo: testo per recita
(adattamento dalla poesia “La storia della Terra” di Vera Edelstadl)
Costumi e oggetti di scena:
– sfere di gas: piatti di carta con le fiamme di carta crespa arricciata o nastri. Su questi piatti scriviamo in alto in alcuni “granito” e in alcuni “ferro”, in modo che quando i bambini si inginocchiano le parole siano visibili. – Vulcani: si possono fare con coni dai quali spuntano le stelle filanti sollevando una bacchetta. – Sole: una torcia inserita in un sole di cartoncino. – Vapore: ghiaccio secco o una pentolino termico di acqua bollente. (Il bambino prima si siede e poi lo apre). – Meteore: palline di carta stropicciata. – Luna: un’immagine della luna. – Pioggia: un foglio di carta trasparente o una tovaglia di carta tagliata a listarelle, tenuta da un bambino, o da due bambini che prima entrano e poi la dispiegano insieme dai due lati. – Nube scura: i bambini si coprono con dei teli scuri, tenendoli davanti a sé con le mani in alto. – Fulmini: fulmini di cartone. – Tuono: si può fare coi piatti. – Primo sfondo: la Terra allo stadio di pianeta gassoso. – Secondo sfondo: la Terra prima della comparsa della vita. – Per il finale serve inoltre la linea del tempo della vita o un poster.
Scena 1
Primo bambino: Circa cinque miliardi di anni fa, la Terra e tutti i gli altri pianeti si sono formati. Vorticose sfere di gas incandescente (entrano i bambini muovendosi e girando sul palco) iniziarono a girare follemente nello spazio (entrano le sfere di gas muovendosi vorticosamente tutto intorno).
Secondo bambino: Vortici di metallo e roccia fusa formarono una palla incandescente (le sfere di gas girando si portano al centro della scena e formano una sfera) Che prese a girare insieme ai gas (le sfere di gas girano in cerchio) poi si stabilono nella loro forma definitiva (le sfere di gas si inginocchiano formando una linea e tenendo la testa bassa)
Terzo bambino: Il granito galleggiò in lato, il ferro sprofondò nel nucleo (i bambini granito si alzano, i bambini ferro rimangono inginocchiati) Infine, il granito si raffreddò fino a formare una solida crosta di pietra.
Scena 2
Primo bambino (entrano i vulcani): I vulcani eruttaroro, lanciando pugnali fiammeggianti; (i vulcani zampillano) Il Sole gettò i suoi raggi cocenti (entra il sole) La Terra bruciava con ardente calore; l’acqua evaporò tornando ad essere un gas (entra il vapore)
Secondo bambino: Le meteore cominciarono a piovere dal cielo; privo di atmosfera (le meteore vengono gettate contro lo sfondo) Una delle più grandi può aver contribuito a formare la Luna che circonda la Terra oggi (entra un bambino con l’immagine della Luna)
Scena 3
Primo bambino: La Terra si era raffreddata abbastanza da permettere alla pioggia di cadere. (entra la pioggia) Nubi nere avvolsero la Terra, che sprofondò nelle tenebre (entrano i bambini coi panni scuri e coprono lo sfondo) I fulmini aprivano fessure frastagliate squarciando la nube (si lanciano i fulmini e si fa il rumore dei tuoni) (si fa calare il secondo sfondo) Non c’era nessuna vita sulla Terra: solo acqua e nuda crosta, e nient’altro. (i bambini indicano lo sfondo) Poi un giorno le piogge si fermarono (i bambini nube escono) La nube scura scomparve e la luce potè di nuovo splendere. (entra il Sole, brilla, poi se ne va)
Scena 4
Primo bambino: Ancora non c’era vita sulla Terra; solo la crosta rocciosa e oceani inquieti Ma negli oceani, le condizioni per accoglierla era pronte, e l’Adeano stava per finire. Ma questa è un’altra storia… (due bambini distendono il poster della comparsa della vita)
Secondo bambino: Grazie per essere venuti. Speriamo che il nostro spettacolo vi sia piaciuto.
La prima grande lezione Montessori
SPUNTI DI LAVORO PER I GIORNI SEGUENTI
Con brevi lezioni chiave, aperte, diamo una certa quantità di informazioni sugli argomenti toccati e su altri ad essi connessi. Per acquisire il vocabolario tecnico specifico e sperimentare i concetti presentiamo i materiali e i set di carte tematiche.
Quando i bambini hanno acquisito le conoscenze di base, possiamo chiamarli in cerchio, mettere sul tappeto davanti a loro una grande quantità di libri e materiali, e parlare loro della ricerca. Spieghiamo che una delle attività più emozionanti della scuola elementare è la ricerca. “Ricerca” significa che un bambino sceglie un argomento, legge un libro o due su di esso, e prende appunti su quello che secondo lui è importante. Dopo che il bambino ha scoperto tutto quello che può me lo dice. Anche le ricerche al computer sono un ottimo lavoro.
Prendiamo poi un libro e ne leggiamo un paragrafo. Lo chiudiamo e chiediamo ai bambini cos’era importante in quello che abbiamo letto. Il libro non dovrebbe essere ne troppo semplice ne troppo difficile da riassumere. Scriviamo un semplice riassunto insieme, quindi chiediamo ai bambini più grandi di scegliere un argomento per il giorno, mentre per i più piccoli predisponiamo noi un argomento, che i bambini svolgeranno in gruppo col nostro aiuto.
Il primo argomento di ricerca per i più grandi può ad esempio essere il Sistema Solare, che è abbastanza ampio da risultare vario e stimolante per tutti. Le ricerche possono comprendere anche materiale stampato dal web, che spesso i bambini portano da casa. In queste occasioni, soprattutto se le pagine sono molte, diciamo ai bambini di sottolineare le parti più interessanti con un evidenziatore, invece di prendere appunti. Possiamo anche fornire ai bambini una scheda o un piccolo libretto che contiene delle domande guida.
Al termine di ogni ricerca, quando tutti hanno più o meno finito di copiare o riassumere le informazioni trovate, ci sediamo in cerchio. Leggiamo le domande ad alta voce, e chiediamo se ci sono dei volontari, così i bambini leggono quello che hanno scritto. Poi parliamo di ciò che ognuno di loro ha trovato. Possiamo chiedere se qualcuno ha trovato qualcosa di particolarmente eccitante (di solito i bambini hanno con sé i libri scelti). Questa è un’occasione per parlare di quello che hanno scoperto, di ciò che attira il loro interesse, e ci aiuta ad espandere il loro studio in quella direzione.
LA PRIMA GRANDE LEZIONE MONTESSORI
La nascita dell’Universo
Lezioni chiave, da presentare per avviare i lavori di ricerca
Le rocce (possiamo anche scegliere di parlare solo delle rocce ignee, rimandando la trattazione delle rocce sedimentarie alla seconda grande lezione, aggiungendo le roccia metamorfiche e il ciclo delle rocce)
La composizione della Terra
Formazione degli Oceani
Formazione delle montagne
La luna
La composizione degli altri pianeti
Linea del tempo della nascita dell’Universo
Mitologie della creazione, letture e riassunti in classe
I viaggi spaziali
Mappe dei vulcani esistenti (anello di fuoco)
Come i continenti si sono spostati nel tempo
Lettura di racconti su Pompei (o altre storie di eruzioni), che porti alla composizione di racconti da leggere alla classe
Mitologia relativa ai vulcani da leggere in classe (Pele, i miti delle Hawaii, ecc…)
Corda del sistema solare
Le orbite
Dimensioni dei Pianeti e distanza dal Sole
Preparare un grafico per ogni pianeta e uno complessivo: rotazione del pianeta su se stesso, dimensioni, numero di lune, tempo di rotazione intorno al sole, distanza dal sole, peso
Esperimenti scientifici per bambini – Il diavoletto di Cartesio o ludione è uno strumento di misurazione della pressione dei liquidi. Deve il suo nome a Cartesio; in realtà però fu inventato dall’italiano Raffaello Magiotti e descritto per la prima volta nel 1648.
Scopo
Realizzare un diavoletto di Cartesio o ludione, cioè uno strumento di misurazione della pressione dei liquidi.
Età
Dai 5 anni.
Materiali
Una bottiglia di plastica trasparente con tappo da un litro o un litro e mezzo Un bicchiere acqua una cannuccia per bibite graffette nastro isolante o nastro adesivo o biadesivo forbici un righello. Note di sicurezza Insegniamo ai bambini l’uso corretto delle forbici.
Presentazione
. Questo esperimento può essere presentato a un piccolo gruppo di bambini o all’intera classe
. mettiamo tutto il materiale necessario sul tavolo
. spieghiamo ai bambini che questo esperimento mostra che con la variazione della pressione del liquido circostante e la conseguente variazione del volume dell’aria, si modifica anche la massa del diavoletto, che perciò sale o scende a seconda dei casi
. rimuoviamo eventuali etichette presenti sulla bottiglia
. riempiamo completamente la bottiglia con acqua di rubinetto
. per costruire il nostro diavoletto tagliamo dalla cannuccia un pezzo lungo circa 6 cm
. chiudiamo completamente un’estremità del pezzo di cannuccia con nastro isolante o biadesivo. Appendiamo all’altra estremità due graffette
. per testarlo immergiamolo in un bicchiere d’acqua: se galleggia restando in posizione verticale, con le graffette in basso, vuol dire che funziona correttamente
. se il test fallisce, dovremo provare a chiudere meglio l’estremità superiore, o aggiungere o togliere graffette
. inseriamo il diavoletto nella bottiglia piena d’acqua e chiudiamo bene il tappo
. possiamo chiedere ai bambini di dirci cosa succede secondo loro al diavoletto se schiacciamo la bottiglia tra le mani
. schiacciamo con forza la bottiglia tra le mani: vedremo scendere il diavoletto verso il fondo della bottiglia
. rilasciamo la bottiglia e vedremo il diavoletto tornare in alto
. con un po’ di pratica, possiamo far fermare il diavoletto al centro della bottiglia
. chiediamo ai bambini di registrare le loro osservazioni e conclusioni.
Varianti
Funzionano come diavoletti di Cartesio anche:
Sono in commercio diavoletti di Cartesio in vetro soffiato, della lunghezza di circa 3 cm, con un forellino all’estremità inferiore (generalmente la “coda”):
Il diavoletto di Cartesio può essere immerso in una bottiglia di plastica riempita quasi completamente di acqua e chiusa col tappo, oppure in un vaso di vetro cilindrico chiuso con una membrana di gomma (ad esempio un vecchio guanto) fissata con un elastico.
Premendo o rilasciando la membrana del vaso, o semplicemente premendo la bottiglia di plastica (come mostrato nei video che seguono) il diavoletto galleggia e affonda.
Osservazioni e conclusioni
Il diavoletto di Cartesio o ludione è uno strumento di misurazione della pressione dei liquidi. Deve il suo nome a Cartesio; in realtà però fu inventato dall’italiano Raffaello Magiotti e descritto per la prima volta nel 1648.
Con la variazione della pressione del liquido circostante e la conseguente variazione del volume dell’aria, si modifica anche la massa del diavoletto, che perciò sale o scende a seconda dei casi.
Se ad esempio la pressione sale, l’aria nel diavoletto rimane compressa: in questo modo il volume dell’aria diminuisce e il liquido affluisce all’interno.
Il peso del diavoletto e dell’aria al suo interno rimane invariato, ma il volume complessivo si riduce, e con esso la spinta verso l’alto. Quando il peso è maggiore della spinta, il diavoletto affonda. Il principio è sfruttato dalle boe oceanografiche.
Questo esperimento mostra dunque la densità dell’acqua rispetto a quella dell’aria.
Tenendo la bottiglia ben tesa, la bolla d’aria all’interno del diavoletto diventa più piccola, cioè più compressa. Lo spazio che era occupato dall’aria viene occupato dall’acqua, che entra nel diavoletto, e questo rende il diavoletto più denso dell’acqua.
Per questo se comprimiamo la bottiglia, il diavoletto affonda.
Quando smettiamo di premere sulla bottiglia, la bolla d’aria aumenta di nuovo di dimensioni spingendo l’acqua fuori dal diavoletto, e facendo risalire il diavoletto verso l’alto.
I liquidi, quindi anche l’acqua, sono incomprimibili, cioè il loro volume è costante.
I gas, quindi anche l’aria l’aria, sono comprimibili.
Quando schiacciamo la bottiglia chiusa, l’acqua non può essere compressa, ma l’aria all’interno del diavoletto può farlo.
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