Un nuovo fascicolo: la dilatazione lineare!

Scopriamo insieme una legge fisica

Il fascicolo, in formato PDF di circa 10.5MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. 
Si aggiunge un nuovo fascicolo a quelli pubblicati nello scorso anno scolastico: la ricerca di un modello per la dilatazione lineare dei solidi.

I corpi modificano le proprie dimensioni quando cambia la loro temperatura
o meglio, quando viene loro sottratto o ceduto calore. Se una delle dimensioni del corpo
è molto maggiore delle altre due, come nel caso di un filo elettrico, un binario o un’asticella lunga e sottile,si parla di dilatazione lineare perchè l’aumento è apprezzabile solo per la dimensione maggiore.
In questo laboratorio si cercherà di determinare una legge che descriva la dilatazione lineare di un’asta metallica partendo da dati sperimentali.

Si tratta di un fascicolo di prova, un test, sulla falsariga del laboratorio che affrontava la dinamica delle popolazioni. È stato realizzato pensando all'estensione dell'attività di alternanza scuola-lavoro, così come pensata e descritta in questo blog, a una classe terza del liceo scientifico nell'anno scolastico che sta per iniziare. Infatti rispetto agli altri laboratori il percorso, almeno nelle intenzioni degli autori, è più guidato, ci sono più suggerimenti e indicazioni ma soprattutto richiede una matematica adatta alla fine di una seconda classe del liceo scientifico o all'inizio del terzo anno di corso.
Il laboratorio è composto in realtà di due attività. La prima richiede l'analisi di una serie di dati, approssimabili con una retta, per costruire un modello, una funzione. La seconda parte è un poco più complessa e chiede di analizzare il coefficiente angolare della retta ottenuta per comprendere se sia effettivamente una costante o se dipenda, a sua volta, da altre grandezze fisiche.

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• la geometria analitica della retta;
• la matematica minima per manipolare formule fisiche;
• almeno un metodo per approssimare una serie di dati lineari (ma per questo, come detto spesso in questo blog, viene in aiuto il Toolbox).

Obiettivi

Costruire un modello per la dilatazione lineare a partire da dati sperimentali. Dedurre quindi
la legge di dilatazione lineare dei solidi e calcolare il coefficiente di dilatazione lineare di alcuni
materiali.