Insegnare fisica/Didattica tradizionale/Moto di un proiettile

Moto di un proiettile

Per aiutare a imprimere nella mente la comprensione della fisica del moto del proiettile è importante far disegnare agli studenti dei diagrammi distinti riguardo

(1) la forza che agisce sul proiettile in vari punti della sua traiettoria (cioè, un punto mentre il corpo sale, il punto di massima altezza, un punto mentre il corpo scende);

(2) l'accelerazione negli stessi punti;

(3) le componenti orizzontale e verticale della velocità nei medesimi punti;

(4) la velocità vettoriale totale in ognuno dei punti.

Una simile serie di diagrammi dovrebbe essere disegnata per il disco senza attrito mentre si sta muovendo sul tavolo e per i punti della sua traiettoria quando il disco vola al di là del bordo del tavolo stesso. Le illustrazioni dei libri di testo talvolta presentano sullo stesso diagramma le frecce relative a diverse quantità. Questa è immancabilmente una sorgente di grave confusione.

Un altro esercizio molto valido consiste nel disegnare la traiettoria che verrebbe seguita dal pesetto di un pendolo se il suo filo venisse tagliato:

(1) in corrispondenza di qualche punto dell'oscillazione verso il basso;

(2) nel punto più basso dell'oscillazione;

(3) in qualche punto nella parte verso l'alto dell'oscillazione

(4) nell'istante finale dell'oscillazione.

Pensiero e ragionamento fenomenologico

I risultati algebrici che descrivono il moto di un proiettile non dovrebbero avero solo lo scopo di risolvere i problemi di fine capitolo in cui si richiede di sostituire in essi i valori numerici. Gli studenti dovrebbero essere condotti a interpretare questi risultati algebrici: quali fattori determinano la gittata del proiettile? Come cambia, lungo il tragitto, la velocità vettoriale totale? Se un proiettile viene sparato orizzontalmente, quali fattori determinano la quota a cui scende rispetto a quella di partenza man mano che esso si allontan dal punto da cui era stato sparato? E così via.

Il problema del ragionamento fenomenologico non investe, purtroppo, soltanto il caso del moto del proiettile, ma potremmo dire tranquillamente che si estende a quasi tutti i rami della fisica insegnata alle superiori e, pertanto, non dovrebbe mai essere trascurato.

Bibliografia

• (EN) Arnold B. Arons, Teaching introductory physics, New York, Wiley publication, 1997, pp. Chapter 4, ISBN 0-471-13707-3.