Relazione
Enrico Miotto
Seminario
di produzione per lo sviluppo delle competenze nell’area tecnologica
Attività al museo nei gruppi di lavoro
I partecipanti hanno a disposizione vari materiali, dall’acqua alla farina, dalla sabbia alla polenta, e devono mescolarli a coppie, sperimentando sistemi diversi e analizzando la procedura e il riisultato.
Nel laboratorio “Il movimento” scoprono che i materiali granulari possono separarsi spontaneamente dopo essere stati ben mescolati.
Materiali
da mescolare:
acqua - farina bianca
- polenta polvere - colorata - gesso - sabbia - miglio - mais - granulare di marmo - sale grosso - olio
Attrezzi a
disposizione:
insalatiere - cucchiai - frullino manuale - contenitore cilindrico chiuso con assi esterni longitudinali e sostegno per disporlo in orizzontale - contenitore con un albero interno a palette
L’attività mette in
evidenza
§ quanto i materiali che devono essere mescolati fra loro incidano sulla scelta dell’apparato più appropriato per il mescolamento
§ quali metodi empirici si debbano usare per sapere se il mescolamento è ben riuscito
§ che il tempo gioca un ruolo importante
§ che a volte il mescolamento è impossibile
La
domanda di partenza è: “Come si fa a costruire un tubo?”
Nella
sezione “Metallurgia” i reperti storici rimandano alla fusione di metalli
decisamente più impegnativi.
Nella “sala Falck” ci si avvicina a un ambiente di lavoro e si segue il
percorso necessaria per ottenere filo di ferro mediante trafilatura.
Osservazione di partenza: “Alcuni tubi hanno una giunta, altri no”.
“Come si possono realizzare tubi con una giunta?”
“Si parte da una lamina (di metallo, di pasta, di argilla), la si piega a cilindro e si uniscono fra loro i lati liberi”.
“Come si ottiene la lamina?”
…
“Se non c’è la giunta, come hanno fatto a creare il buco?”
“Hanno usato un trapano” (è così che all’arsenale di Venezia facevano i cannoni che Galileo Galilei ha osservato costruire traendone interessanti considerazioni sulla produzione di calore)
“E se non si usa il trapano?”
“Come si cambia il diametro di un tubo?”
Bisogna evitare che si chiuda il foro centrale.
I partecipanti hanno a disposizione apparati artigianali per spostare oggetti: un nastro trasportatore, carrucole, una coclea “leonardesca”. Smontando una stampante a getto di inchiostro ritrovano un dispositivo che porta l’attenzione anche sui modi utilizzati per trasferire il moto.
Nelle sezioni del museo i partecipanti trovano reperti che utilizzano catene, cinghie, alberi per il trasferimento del moto.
Il nastro trasportatore
I partecipanti hanno a disposizione un modello di nastro trasportatore.
Inizialmente il nastro scorre su un sostegno piano e si invita a provarlo spostando oggetti diversi.
A un certo punto si pone il problema dell’attrito fra il nastro e il piano di scorrimento.
Si sostituisce il piano di scorrimento con una serie di rulli e lo si prova.
Si può confrontare il nastro trasportatore con il meccanismo di trasporto della testina di una stampante a getto di inchiostro.
Fino ad adesso lo spostamento è avvenuto in orizzontale, ma i nastri trasportatori lavorano anche inclinati. I partecipanti inclinano il modello e lo provano a inclinazioni crescenti e con oggetti diversi.
Anche in questo caso si incontrerà il problema dell’attrito, ma diversamente da prima sarà fra il nastro e l’oggetto o fra il nastro e il cilindro motore.
Una soluzione al problema
dello spostamento in obliquo è la coclea.
La coclea
I partecipanti hanno a disposizione una coclea “leonardesca”, il cui tubo non è stabilmente fissato al cilindro rotante.
Provano a usarla e a descrivere il moto di un oggetto trasportato dalla coclea.
Cambiano l’inclinazione del cilindro e il passo dell’avvolgimento del tubo. Possono anche cambiare il tubo sostituendolo con uno di diametro diverso.
Confrontano il movimento prodotto dalla coclea con quello di un dado lungo un’asta filettata fatta ruotare.
Un’asta filettata può spostare un oggetto anche in verticale.
Una soluzione al problema dello spostamento in verticale è la carrucola.
Una carrucola, due carrucole, tre carrucole …
I partecipanti provano a sollevare una massa usando una carrucola, poi due, poi tre, disposte in modo opportuno: “cambia il movimento? cambia lo sforzo? che cosa cambia ancora?”
I partecipanti provano che cosa vuol dire rendere discreta una quantità continua: per questo usano inizialmente una lampada stroboscopica e successivamente rappresentano la propria mano con una tavoletta piena di chiodi. Simulano poi la trasmissione di un semplice disegno via fax.
Nella sezione “Telecomunicazione” i partecipanti trovano uno dei primi apparati storici per la trasmissione delle immagini, il pantelegrafo Caselli.
Nell’area attiva “Telecomunicazioni” possono provare un metodo per la trasmissione di più comunicazioni audio lungo un solo canale (multiplexing).
Il gioco del fax
Ciascun partecipante traccia un disegno su un foglio con un pennarello a punta grossa.
Sovrappone al disegno la prima griglia trasparente. In questo modo quadretta il disegno: alcuni quadratini sono tutti bianchi, altri sono tutti neri, in altri passa un pezzo di linea senza occupare interamente l’area del quadratino.
Prende il foglio stampato con la quadrettatura che riproduce la griglia trasparente usata. Deve riprodurre sul foglio quadrettato il disegno di partenza considerando che ogni quadratino deve essere solo bianco o nero (in questa prima fase non ci occupiamo dei grigi). Deve quindi valutare se prevale il bianco o il nero nei quadratini non interamente bianchi o neri.
A questo punto è pronto per la trasmissione.
Un partecipante è il ricevente e ha un foglio quadrettato con la stessa griglia.
Trasmittente e ricevente si accordano su quale segnale vuol dire nero, quale vuol dire bianco (per esempio braccio destro alzato vuol dire nero, braccio sinistro alzato vuol dire bianco, ) e concordano altri segnali che ritengono possano essere utili.
Il trasmittente va a un estremo della sala, il ricevente a un altro e inizia la trasmissione. Il ricevente deve ripodurre correttamente il disegno preparato dal trasmittente.
Durante il gioco si considera qual è il passo della griglia più efficace per riprodurre il disegno senza perderne la riconoscibilità. Si considera anche quanto aumentano i tempi di trasmissione usando griglie più fitte.
I partecipanti smontano oggetti (in particolare giocattoli) che si “caricano” e si muovono, puntando l’attenzione su molle e volani e altri dispositivi utili al movimento. Fra questi ci sono gli ingranaggi che permettono la moltiplica e la demoltiplica del moto.
Nelle sezioni del museo i partecipanti trovano dispositivi storici che usano molle per il proprio funzionamento (per esempio gli orologi e le macchine fotografiche) e numerosi apparati che impiegano ingranaggi, a partire da quelli leonardeschi.
Nelle nostre aree “Il movimento”, “Leonardo”, “Energia e ambiente” possono sperimentare altre attività che proponiamo agli studenti.
L’attività si basa sul confronto fra vari giocattoli che funzionano grazie a un accumulo di energia:
il camion dei pompieri
la macchina “nuda”
la ranocchia
il centopiedi
il pappagallo (ovvero il pendolo di Maxwell)
Si parte con il camion dei
pompieri. La domanda guida è “Perché si
muove anche dopo che lo hai appoggiato, fermo, sul pavimento?”
Per verificare la risposta si toglie la carrozzeria e si descrivono le parti dell’aaparato motore.
Con gli altri giocattoli si guida l’attenzione verso il riconoscimento di somiglianze e differenze fra gli apparati che accumulano energia e fra i tipi di energia accumulata.
Si fa usare la macchina nuda come accumulatore portatile di energia: la si “carica” e poi la si appoggia sul primo dei fogli di una pila per farlo scorrere.
L’osservazione mette in rilievo che volani e molle non sono direttamente collegati agli organi di movimento, ma che esistono ingranaggi che “alterano” il loro moto. Si mette in evidenza la funzione dei vari ingranaggi riproducendo la moltiplica e del demoltiplica del moto per mezzo del gioco 3D Gears.
I partecipanti hanno anche a disposizione una macchina fotografica “usa e getta”: si porta l’attenzione su come avviene l’avanzamento della pellicola e il caricamento dell’otturatore, smontandola.
Per finire i partecipanti analizzano un contenitore chiuso che fatto rotolare in avanti decide sempre di tornare indietro.
Usando il kit della Lego i partecipanti progettano sequenze di azioni necessarie per raggiungere obiettivi determinati in partenza.