1. Laura Francesio ITAS “A.Mantegna”
Sezione AIF di Mantova A.S. 2007_2008
Tutor Piano ISS Classe IB indirizzo generale
XLVIII CONGRESSO NAZIONALE A.I.F. "L’eredità di Galileo: 1609-2009"

2. •Osservare un fenomeno o un evento
in modo critico e consapevole
•Descrivere e riprodurre con termini e strumenti appropriati
l’oggetto dell’osservazione
•Stabilire le grandezze fisiche da misurare
•Pianificare una procedura laboratoriale ed eseguire le misure
•Comprendere il significato dei risultati ottenuti
•Spiegare ciò che non è possibile osservare o misurare
in modo diretto

4. Il punto di vista
“chi si muove rispetto all’orizzonte?”
SUD
8 marzo 2008
ore 12:00
Il Sole alle 12:00
è qui
EST
Noi siamo
al centro del cortile
Il Sole alle 18:00
sarà qui
Il Sole alle 24:00
sarà qui
OVEST
Il Sole alle 6:00
era qui
NORD
•Il Sole si muove da Est a Ovest e descrive un arco

5. L’osservazione
il Sole e le ombre
I raggi solari sono rettilinei, paralleli e
inclinati rispetto al suolo.

6. La misura
l’inclinazione dei raggi
PIANO ORIZZONTALE
ANGOLO α
INCLINAZIONE DEI RAGGI SOLARI
AL
T
EZ
ZA
PE
RS
A
M BR
ZA O
O
NA
G HEZ
LUN
L’inclinazione dei raggi non dipende dall’altezza della persona

7. Similitudine di figure piane
h
H
lombra
Triangoli simili
Lombra H h
H(m) h(m) L(m) l (m) α (°) =
19 marzo 2008 L l
H :h = L:l
ore 9:55
1,70 0, 200 2,50 0,300 34± 1
Che incertezze è ragionevole assegnare alle misure di H e L ? 0,05 m
Che incertezze è ragionevole assegnare alle misure di h e l ? 0,005 m

8. Misure sistematiche
Procedura per determinare il meridiano locale
Misura diretta dell’ampiezza dell’angolo α
H gnomone
ORE 9:20
H gnomone α raggio
m bra L ombra
Lo
Mantova
19 marzo 2008
dalle 8:00 alle 13:00
H gnomone
Misuriamo ORE 12:15
qui (in un preciso luogo) α raggio
e
L ombra
in diversi orari

9. Tabella 1: dati relativi a tre gruppi di misure con gnomoni di diverse altezze
ALTEZZA GNOMONE: 20,0 cm ALTEZZA GNOMONE: 10,0 cm ALTEZZA GNOMONE: 5,0 cm
Ora solare l ombra (cm) α raggi (°) l ombra (cm) α raggi (°) l ombra (cm) α raggi (°)
8:10 54,3±0,1 20 ±1 27,5 ±0,1 20 ±1 13,2 ±0,1 20 ±1
8:25 47,2 ±0,1 23 ±1 23,4 ±0,1 23 ±1 11,0 ±0,1 22 ±1
8:45 42,8 ±0,1 25 ±1 21,5 ±0,1 25 ±1 10,4 ±0,1 24 ±1
2
9:00 41,0 ±0,1 21,0 ±0,1 27 ±1 9,8 ±0,1 28 ±1
9:20 37,6 ±0,1 28 ±1 18,0 ±0,1 29 ±1 8,6 ±0,1 30 ±1
9:30 31,0 ±0,1 33 ±1 16,0 ±0,1 32 ±1 8,1 ±0,1 32 ±1
9:55 29,7 ±0,1 34 ±1 14,8 ±0,1 34 ±1 7,1 ±0,1 35 ±1
10.10 26,6 ±0,1 37 ±1 13,8 ±0,1 36 ±1 7,1 ±0,1 35 ±1
10.30 24,7 ±0,1 39 ±1 12,5 ±0,1 39 ±1 6,0 ±0,1 40 ±1
10.45 25,6 ±0,1 38 ±1 12,4 ±0,1 39 ±1 6,2 ±0,1 39 ±1
11.05 23,8 ±0,1 40 ±1 11,8 ±0,1 40 ±1 5,4 ±0,1 41 ±1
11.30 21,4 ±0,1 43 ±1 10,7 ±0,1 43 ±1 5,8 ±0,1 42 ±1
11.45 21,2 ±0,1 43 ±1 10,6 ±0,1 43 ±1 5,3 ±0,1 43 ±1
12.00 20,7 ±0,1 44 ±1 11,1 ±0,1 42 ±1 5,6 ±0,1 42 ±1
12.05 21,1 ±0,1 43 ±1 10,5 ±0,1 43 ±1 5,2 ±0,1 44 ±1
12.10 20,1 ±0,1 45 ±1 10,0 ±0,1 45 ±1 5,0 ±0,1 45 ±1
12.15 20,0 ±0,1 45 ±1 10,1 ±0,1 45 ±1 4,9 ±0,1 46 ±1
12.20 20,5 ±0,1 44 ±1 10,4 ±0,1 44 ±1 5,0 ±0,1 45 ±1
12.25 21,5 ±0,1 43 ±1 10,6 ±0,1 43 ±1 5,5 ±0,1 ±1 43
12.30 23,0 ±0,1 41 ±1 11,5 ±0,1 41 ±1 5,3 ±0,1 41 ±1
LUOGO Mantova (latitudine 45°) DATA 19 marzo 2008

10. Tabella 2: confronto tra il rapporto costante h/l e la tangente di α
h (20cm)/l ombra (cm) tan (α ) 20 h (10cm)/l ombra (cm) tan (α ) 10 h (5cm)/l ombra (cm) tan (α ) 5
0,3683 0,3638 0,3636 0,3638 0,3788 0,3638
0,4237 0,4242 0,4274 0,4242 0,4545 0,4038
0,4673 0,4660 0,4651 0,4660 0,4808 0,4450
0,4878 0,4874 0,4762 0,5092 0,5102 0,5314
0,5319 0,5314 0,5556 0,5540 0,5814 0,5770
0,6452 0,6490 0,6250 0,6245 0,6173 0,6245
0,6734 0,6741 0,6757 0,6741 0,7042 0,6997
0,7519 0,7530 0,7246 0,7261 0,7042 0,6997
0,8097 0,8092 0,8000 0,8092 0,8333 0,8385
0,7813 0,7807 0,8065 0,8092 0,8065 0,8092
0,8403 0,8385 0,8475 0,8385 0,9259 0,8687
0,9346 0,9318 0,9346 0,9318 0,8621 0,8997
0,9434 0,9318 0,9434 0,9318 0,9434 0,9318
0,9662 0,9649 0,9009 0,8997 0,8929 0,8997
0,9479 0,9318 0,9524 0,9318 0,9615 0,9649
0,9950 0,9992 1,0000 0,9992 1,0000 0,9992
1,0000 0,9992 0,9901 0,9992 1,0204 1,0347
0,9756 0,9649 0,9615 0,9649 1,0000 0,9992
0,9302 0,9318 0,9434 0,9318 0,9091 0,9318
0,8696 0,8687 0,8696 0,8687 0,9434 0,8687
0,8475 0,8385 0,8333 0,8385 0,8929 0,8997
0,8163 0,8092 0,8000 0,8092 0,7813 0,7807

11. Grafico: relativo ai dati di Tabella 1
Mantova_ Cortile della scuola_19 Marzo 2008
50
45
40
35
α (°)
30
25
20
15
8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00
ora
ALTEZZA GNOMONE 20 cm ALTEZZA GNOMONE 10 cm ALTEZZA GNOMONE 5 cm
L’angolo massimo è α = 45° alle ore 12:15 circa. (In accordo con il mezzogiorno solare a Mantova)

12. ORE
9:20
OR
E
12
:1
5
Il piano di ogni triangolo è quello effettivo
che corrisponde alla sua ora. ora
Se i vertici si collocano all’estremità
dell’ombra i punti giacciono
sulla curva della meridiana che…….

13. S T
D OVE
SU
T
ES Mantova
19 marzo 2008
D
NOR dalle 8:00 alle 13:00
……… all’equinozio è una retta.
retta
L’ ombra più corta individua la direzione Nord-Sud del meridiano locale.
La direzione Est-Ovest è ad essa ortogonale.

14. Un’ altra similitudine
S
N
O
E
Tutta la Terra e’
sotto i nostri piedi
Osserviamo
qui (in qualsiasi luogo)
e
ora (in un preciso momento)

15. Un punto di vista più ampio
Il Globo Parallelo
N
E
O Mantova
S 21 marzo 2008
ore 12:00
Lungo lo stesso parallelo:
parallelo
la direzione delle ombre
cambia in ragione della
differenza di orario.
Lungo lo stesso meridiano:
la lunghezza delle ombre
cambia in ragione del diverso
angolo tra i raggi solari e il
piano dell’orizzonte.
Il giorno dell’equinozio, alle
dell’equinozio
12.00 all’Equatore, non c’è
ombra.

16. Il sistema di riferimento Terra
Latitudine e Longitudine
OR D
70° N
U DINE
LATIT
LONGITUDINE 120° EST

17. •Elementi di scienza della Terra: sistema Terra-Sole
•Sistemi di coordinate polari e sferiche
•Sistemi di riferimento
•Moti relativi
•Introduzione alle funzioni goniometriche
•…………………………….

19. ALBA O TRAMONTO?

20. •Gruppo Terra e Universo MI_ piano ISS (MILANO 1-2, Dicembre 2006 e Novembre 2007)
Coordinatori: Paola Catalani e Giuliana Maccario
•http://didascienze.formazione.unimib.it:80/senisquipo/luce/index.htm
•GIORDANO E., LANCIANO N, PANTANO O, ROSSI S (2008). Dalla Terra all'Universo. In:
GUIDONI P. ; LEVRINI O.. Approcci e proposte per
l'insegnamento-apprendimento della fisica a livello pre-universitario, UDINE: Forum pp.57-66
•Dalla Terra all’Universo: linee di un percorso dalla scuola dell’infanzia al termine della
scuola secondaria superiore
Enrica Giordano1, Nicoletta Lanciano2, Ornella Pantano3, Sabrina Rossi4
•il libro di Nicoletta Lanciano "Strumenti per il giardino del cielo" Junior ed

21. Visitando il Parco della Scienza
a Mantova
Meridiana orizzontale (azimutale)
• Osserva la posizione del Sole e individua i punti cardinali.
• Osserva la meridiana. Rispetto ai punti cardinali da te
individuati, come sono orientate le ore segnate a terra e la
piastra centrale?
• Posizionati, ben diritto sulla piastra centrale, con i piedi nel
mese corretto e con le spalle rivolte al Sole .
• Osserva la tua ombra. Come è diretta?
• Se ripeti l’osservazione in momenti diversi della giornata, cosa
prevedi che cambi?
• Ruota su te stesso. Che cosa succede alla tua ombra?
• Se ripeti l’osservazione in momenti
diversi dell’anno, cosa prevedi che cambi?