Il Magnetismo

Dipartimento di studi umanisticiCorso di laurea magistrale in Scienze della Formazione

PrimariaFondamenti e didattica della fisica

Michela

Fase progettuale•Classe: 4ªA •Numero bambini: 16• Luogo: aula scolastica•Tempi di svolgimento: 6 ore

INTRODUZIONEQuesto progetto didattico tratterà del magnetismo. Per prima cosa si verificheranno le conoscenze pregresse con un’indagine sui prerequisiti e poi, dopo aver esaminato le risposte e aver colmato eventuali lacune, si procederà con delle domande stimolo e si introdurrà l’argomento. Utilizzando una didattica laboratoriale, si effettueranno diversi esperimenti, grazie ai quali si osserveranno i fenomeni magnetici.

•Conoscere i poli magnetici e le loro “reazioni”;•Sapere che materiali come ferro, nichel e cobalto si possono magnetizzare per strofinio, per contatto e per induzione;•Comprendere le analogie e le differenze tra elettricità e magnetismo;•Saper osservare e verificare i fenomeni in base a ciò che già si conosce;•Saper trasferire i concetti teorici in attività pratiche;

OBIETTIVI

METODOLOGIA utilizzata: •Brainstorming•Didattica laboratoriale•Problem solving•Attività di gruppo

Prima di introdurre il concetto di magnetismo, i bambini: •Sanno argomentare, dedurre, prospettano soluzioni e interpretazioni;•Conoscono il fenomeno dell’elettricità;•Conoscono i concetti di atomo e di carica elettrica.

PREREQUISITI

Si propone una verifica sui prerequisiti, composta da 6 domande a risposta multipla. In base alle risposte date dai bambini, avremo un quadro chiaro della situazione di partenza. Nel caso in cui gli alunni mostreranno delle lacune, si dovranno attuare delle attività di compensazione affinché tutti possano avere le conoscenze necessarie per affrontare il nuovo argomento.

In classe è stata proposta la seguente verifica:

Nome_______ Cognome________ Classe_______ 1. L’energia elettrica è:

a) Una forma di energia in grado di alimentare le apparecchiature elettriche;b) Una forma di energia di tipo prevalentemente meccanico;c) Una forza molto grande che produce inquinamento ambientale .

2. Quale dei seguenti oggetti sta producendo energia elettrica?d) Un pezzo di acciaio;e) Una pila elettrica;f) Una spugna.

3. Ogni atomo è formato:g) Solo da neutroni e protoni;h) Solo da elettroni;i) Da neutroni, protoni ed elettroni.

Indagine sui prerequisiti

4. I protoni:a) Sono privi di cariche elettriche;b) Trasportano cariche elettriche positive;c) Trasportano cariche elettriche negative.

5. Gli elettroni:d) Sono privi di cariche elettriche;e) Trasportano cariche elettriche positive;f) Trasportano cariche elettriche negative.

6. Un protone e un elettrone:g) Si respingonoh) Si attraggonoi) Non so

Risultati indagine prerequisiti

100%

Seconda domanda - percentuale risposte

a 0%

b 100% esatta

c 0%

100%

Terza domanda - percentuali risposte

a 0%

b 0%

c 100% esatta

100%

Quarta domanda - percentuale risposte

a 0%

b 100% esatta

c 0%

100%

Prima domanda - percentuale risposte

a 100% esatta

b 0%

c 0%

100%

Sesta domanda - percentuale risposte

a 0%b 100% esattac 0%

100%

Quinta domanda - percentuale risposte

a 0%b 0%c 100% esatta

Come possiamo vedere dai risultati, i bambini hanno saputo rispondere in modo corretto a tutte le domande. Perciò, possiamo procedere senza problemi e affrontare il nuovo argomento.

Cos’è il magnetismo?Il magnetismo è la proprietà che

alcuni corpi possiedono di attirare oggetti di natura ferrosa.

I corpi con questa proprietà sono detti calamite o magneti.

ESPERIMENTO 1I bambini hanno esplorato in classe quali oggetti venivano “attirati” e quali “non attirati” dalla calamita.

ATTIRATI NON ATTIRATIFORBICI PENNA

TEMPERINO MATITACHIAVI DELLA MAESTRA GOMMA

GAMBE DELLA SEDIA E DEL BANCO

MANIGLIA DELLA PORTA

Abbiamo così scoperto che non tutti gli oggetti vengono attirati dalla calamita ma solo quelli che contengono ferro e nichel.

ESPERIMENTO 2Occorrente: GeomagProcedimento: ho distribuito ad ogni alunno due Geomag e ho chiesto loro di unirl i : ad alcuni i Geomag si sono uniti subito mentre ad altri , nonostante ci mettessero tanta forza, si respingevano.

Si attraggono

Si respingono

COME E’ POSSIBILE?

Le estremità di una calamita sono chiamate POLI MAGNETICI.Questi due poli non sono uguali ma si distinguono in polo nord (N) e polo sud (S). Avvicinando due calamite si può osservare che poli dello stesso tipo (N-N e S-S) si respingono mentre poli di tipo opposto (N-S e S-N) si attraggono.

ESPERIMENTO 3Occorrente: un filo e un GeomagProcedimento: Ogni alunno ha legato un filo al centro del Geomag. Tenendo il filo fermo, si sono accorti che il Geomag girava intorno a se stesso fin quando non si fermava in una determinata posizione; osservandosi tra di loro, hanno potuto vedere che i Geomag si trovavano tutti nella stessa posizione

Se il Geomag si trova lontano da qualsiasi altra forza magnetica, rimane soggetto alla sola forza magnetica terrestre, posizionandosi parallelamente al meridiano terrestre; perciò un estremo (polo Nord) sarà rivolto verso il nord terrestre e l’altro (polo Sud) verso il sud.

Perché sono tutti nella stessa posizione

Come fa la Terra a comportarsi come una calamita pur non essendo di ferro?

Il nucleo, la parte più interna della nostra Terra, è composto da ferro e nichel che, come è stato spiegato in precedenza, sono materiali ferromagnetici. Il nucleo si divide in due regioni: in quella interna, la materia è talmente compressa che i materiali contenuti non riescono a fondersi; in quella esterna, le rocce sono allo stato fuso per via delle temperature elevatissime.L’origine del campo magnetico è da cercarsi in questa parte esterna, nella quale, si pensa che si generino correnti elettriche che circolano nel nucleo liquido.

Campo magnetico terrestre

Il campo magnetico terrestre è un’interazione tra due poli che presentano caratteristiche opposte (polo nord e polo sud). Le linee di forza del campo magnetico terrestre escono dal polo nord magnetico e rientrano nel polo sud.

Occorrente: - Un tappo di sughero; - Un ago; - Un piatto; - Un po’ d’acqua; - Un po’ di scotch; - Un pennarello; - Una bussola; - Una calamita.

ESPERIMENTO BUSSOLA

Procedimento: per iniziare abbiamo bisogno di un piatto di plastica al centro del quale andremo a posizionare una bussola e con il pennarello segneremo la posizione del Nord e del Sud. Prendiamo l’acqua e la versiamo nel piatto. Prendiamo poi l’ago e lo magnetizziamo strofinandolo su una calamita; fermiamo l’ago, sul pezzo di sughero, con un po’ di scotch. Cosa succede se posizioniamo il nostro ago nel piatto con l’acqua?

IL NOSTRO AGO INIZIERÀ A GIRARE FIN QUANDO NON SI FERMERÀ E LA SUA PUNTA SI ORIENTERÀ VERSO IL NORD TERRESTRE. QUESTO È POSSIBILE PERCHÉ, COME ABBIAMO GIÀ DETTO, LA TERRA È UN GIGANTESCO MAGNETE NATURALE CON UN SUO POLO NORD E POLO SUD VICINO I POLI GEOGRAFICI. È QUESTO IL MOTIVO PER CUI L’AGO MAGNETIZZATO SI ORIENTA SEMPRE IN DIREZIONE NORD-SUD.

Realizzazione Bussola

COME SI PUÒ TRASMETTERE IL MAGNETISMO? ESPERIMENTO 5

LA MAGNETIZZAZIONE SI PUÒ OTTENERE IN TRE MODI:1. PER STROFINIO: SI OTTIENE STROFINANDO, SEMPRE

NELLO STESSO SENSO, IL MATERIALE DA MAGNETIZZARE SULLO STESSO POLO DI UNA CALAMITA;

2. PER CONTATTO: SI OTTIENE METTENDO IL MATERIALE DA MAGNETIZZARE A CONTATTO CON LA CALAMITA;

3. PER INDUZIONE: SI OTTIENE AVVICINANDO IL MATERIALE DA MAGNETIZZARE A UNA CALAMITA.

IMPORTANTE

IN GENERALE LA MAGNETIZZAZIONE DEL FERRO È TEMPORANEA, OVVERO SI SMAGNETIZZA DOPO POCO TEMPO, MENTRE QUELLA DELL’ACCIAIO È PERMANENTE.

Al termine dei vari esperimenti e delle ulteriori spiegazioni, i

bambini vengono sottoposti ad una verifica finale, per

constatare se l’argomento è stato appreso in modo

significativo.

Verifica finaleNome _______ Cognome________ Classe_____ 1. Quali materiali si possono magnetizzare?

a) Tutti i metalli;b) Solo oggetti di ferro;c) Solo alcuni materiali come il ferro, il nichel e il cobalto.

2. La magnetizzazione si può ottenere:d) Per strofinio e contatto;e) Per induzione, strofinio e contatto.f) Per contagio, strofinio;

3. Come si chiamano le estremità di una calamita?g) Poli magnetici;h) Poli elettrici;i) Cariche elettriche.

4. Con quale metodo è stato magnetizzato l’ago per creare la bussola?a) Contatto;b) Strofinio;c) Induzione.

5. Come mai la Terra si comporta come un magnete?d) Perché il nucleo è composto da ferro e nichel;e) Perché il nucleo è la zona più interna del pianeta;f) Non so.

6. La magnetizzazione del ferro è:g) Permanente;h) Temporanea;i) Non so.

7. Le estremità di due calamite:j) Si attraggono quando i poli sono uguali;k) Si respingono quando i poli sono contrari;l) Si attraggono quando i poli sono contrari.

Prima domanda-Percentuale delle risposte

a- 0%

b- 0%

c-esatta- 100%

Seconda domanda-Percentuale delle risposte

a-0%

b-esatta- 100%

c-0%

Terza domanda- percentuale delle risposte

a-esatta-100%

b- 0%

c- 0%

Risultati verifica finale

Quarta domanda-Percentuale delle risposte

ab-esatta- 100%c

Quinta domanda- percentuale delle risposte

a-esatta-100%

b- 0%

c- 0%

Sesta domanda-Percentuale delle risposte

a b-esatta- 100%

c

Settima domanda-Percentuale delle risposte

a- 0%

b- 0%

c-esatta- 100%

Gli esperimenti sono risultati efficienti, tutti i bambini hanno raggiunto gli stessi

risultati. A ogni domanda di verifica hanno

risposto in maniera corretta. L’argomento è stato acquisito in modo

molto proficuo.