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esplorare per interpretare nella scuola primaria

IL SUONOUna proposta didattica basata su un percorso di esperimenti

UNIVERSITÀ DI UDINEUnità di Ricerca in Didattica della Fisica

CONSORZIO UNIVERSITARIODEL FRIULI

a cura diMarisa Michelini

Adele Toffolo

FORUM

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esplorare per interpretare nella scuola primariaIL SUONOUna proposta didattica basata su un percorso di esperimenti

a cura di:Marisa Michelini, Adele ToffoloUniversità di UdineUnità di Ricerca in Didattica della Fisicae-mail: [email protected]

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Il presente lavoro è il frutto di ricerche svolte nell’ambito dei seguenti progetti:

– Interreg III Italia - Slovenia 2000-2006: Materiali per l’innovazione in didattica della fisica a supporto della formazione iniziale e in serviziodegli insegnanti - Asse 3: «Risorse umane, cooperazione e armonizzazione dei sistemi». Misura 3.2: «Cooperazione nella cultura, nella comuni-cazione della ricerca e tra istituzioni per l’armonizzazione dei sistemi». Azione 3.2.4: «Collaborazione tra Enti ed Istituzioni nel campo dellaricerca scientifica».

– PRIN 2004-2006 - Fis 21: Le parti di confine in un modello di percorso in fisica: educazione scientifica elementare, campo, ottica e meccani-ca quantistica. Formazione degli insegnanti - Programmi di ricerca scientifica di Rilevante Interesse Nazionale (DM n 30 del 12 febbraio 2004).

– Progetti di diffusione della cultura scientifica 2000-2005 ai sensi della L.6-2000.

UNIVERSITÀ DI UDINEUnità di Ricerca in Didattica della Fisica

CONSORZIO UNIVERSITARIODEL FRIULI

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PRESENTAZIONE

L’educazione scientifica è il problema del nostro secolo. A tutti i livelli viene chiesto di favorirela formazione scientifica dei futuri cittadini, ma la nostra scuola non è pronta, perché gli inse-gnanti non hanno avuto finora la necessaria formazione. Anche la didattica scientifica non è statacurata a tutti i livelli con lo scopo di fornire autonomi strumenti di elaborazione dei concetti. Sideve cominciare con il garantire le basi del modo di pensare scientifico nella scuola primaria. Losi deve fare offrendo ai futuri insegnanti strumenti professionali per l’educazione scientifica. Laformazione universitaria degli insegnanti è appena iniziata e mancano ancora strumenti didatti-ci per questo importante compito. Anche per questo motivo l’Unità di Ricerca in Didattica dellaFisica dell’Università di Udine ha concentrato le proprie ricerche didattiche sui processi diapprendimento dei più piccoli in campo scientifico. È stato studiato il ruolo dell’operatività nelpersonale coinvolgimento esplorativo, sperimentale, concettuale ed interpretativo dei fenomeni, lemodalità di costruzione del pensiero formale in contesti formali ed informali, come quello dellamostra Giochi Esperimenti Idee (GEI). Sono stati realizzati laboratori cognitivi in cui sono stateesplorate proposte didattiche, idee spontanee e sequenze di ragionamento nella costruzione dimodelli interpretativi. Quando la coerenza delle proposte elaborate ha mostrato tenuta sia sulpiano disciplinare che su quello dei processi di apprendimento, abbiamo lavorato con gli inse-gnanti di scuola primaria per rielaborare percorsi didattici e sperimentarli in situazioni diverse.Il tirocinio degli studenti di Scienze della Formazione Primaria è stato fecondo per le ricerchesui processi di apprendimento, per la ricaduta di proposte innovative nella scuola primaria e perla formazione dei futuri insegnanti.Accanto alle ricerche sui processi di apprendimento si sono così sviluppate quelle curricolari e diricerca e sviluppo di prototipi e schede per l’attività didattica.Il presente lavoro è il frutto di ricerche svolte nell’ambito dei seguenti progetti:

- Interreg III Italia – Slovenia 2000-2006: Materiali per l’innovazione in didattica della fisicaa supporto della formazione iniziale e in servizio degli insegnanti –- Asse 3: «Risorse umane,cooperazione e armonizzazione dei sistemi». Misura 3.2 «Cooperazione nella cultura, nellacomunicazione della ricerca e tra istituzioni per l’armonizzazione dei sistemi». Azione 3.2.4«Collaborazione tra Enti ed Istituzioni nel campo della ricerca scientifica».

- PRIN 2004-2006 – Fis 21. Le parti di confine in un modello di percorso in fisica: educazio-ne scientifica elementare, campo, ottica e meccanica quantistica. Formazione degli inse-gnanti. Programmi di ricerca scientifica di Rilevante Interesse Nazionale (DM n. 30 del 12febbraio 2004).

- Progetti di diffusione della cultura scientifica 2000-2005 ai sensi della L. 6-2000.

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Esso ha coinvolto una tesi di laurea nell’ambito del Corso di Laurea in Scienze della Formazionedell’Università di Udine.Il materiale prodotto è dettagliato ed autoesplicativo; si indicano tuttavia in questa sede i princi-pali elementi della proposta didattica: impostazione, strategia, metodi a cui il materiale didatticoè finalizzato, i prerequisiti ed il percorso che sottende alla proposta di esperimenti. Tutti gli ele-menti qui riportati sono stati oggetto di sperimentazione didattica ed analisi di ricerca. Il percor-so didattico viene presentato alla luce delle ricerche didattiche in materia.La presentazione della proposta didattica è accompagnata da materiali didattici per l’insegnan-te e per gli studenti, che la rendono dettagliata e definita, senza costituire un rigido percorso gui-dato. La modularità delle schede e la loro natura di stimolo esplorativo e problematico sono staticriteri di riferimento per la redazione dei materiali didattici, che vengono offerti all’insegnante,perché possa utilizzarli in percorsi didattici diversi, adatti alla classe in cui lavora.

Marisa Michelini

La ‘filosofia’ dell’azione del Consorzio universitario del Friuli (nel quadro delle linee-guida di caratte-re generale approvata dall’Associazione Nazionale Consorzi universitari) si colloca nella promozionedello sviluppo dei territori di riferimento tramite la collaborazione con l’Istituzione universitaria.Ciò favorendo l’avvio e lo sviluppo di iniziative di formazione e di ricerca finalizzate al progresso eco-nomico e alla crescita culturale del territorio stesso e delle sue Comunità.Antesignano interprete di tale esigenza per quanto riguarda l’educazione scientifica, nel raccordo fraterritorio ed Università degli Studi di Udine è stato il Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica(CIRD), costituito nel 1993, sostenuto dal Consorzio sin dalla sua attivazione, e nell’ambito del qualeè funzionante il Centro Laboratorio per la Didattica della Fisica (CLDF).Sulla medesima linea si è collocato, nel 2003, il sostegno consortile alla pubblicazione “L’educazionescientifica nel raccordo territorio/università a Udine”.Sempre nel medesimo spirito il Consorzio al presente sostiene la serie di pubblicazioni predispostedall’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica dell’Università degli Studi di Udine.Di tutte le sopraddette iniziative il merito va a Marisa Michelini, protagonista ed anima delle stesse,cui – unitamente ai suoi collaboratori - va la gratitudine del Consorzio universitario del Friuli per l’im-pegno e la passione dimostrati e per l’alta qualità del lavoro.

Ernesto LieschConsorzio Universitario del Friuli

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LA PROPOSTA DIDATTICA

IntroduzioneLa trattazione dell’argomento suono nella scuola è oggi marginale; poiché però i fenomeni acusti-ci sono strettamente correlati alla nostra vita quotidiana andrebbero indagati, almeno per quantoriguarda la fenomenologia, fin dalla scuola primaria. L’obiettivo che sottende la proposta didatti-ca qui articolata è fornire una soluzione ai principali nodi interpretativi riguardanti il suono.Due sono le finalità principali:1. la prima, disciplinare, mira a condurre i bambini attraverso i principali concetti che caratte-rizzano i fenomeni acustici sul piano descrittivo ed interpretativo. I temi trattati sono i seguenti:le sorgenti sonore, l’altezza e l’intensità dei suoni, la propagazione del suono, la velocità delsuono, i rivelatori di suoni, l’apparato uditivo umano, la pressione, le onde sonore e le loro carat-teristiche;2. la seconda, formativa, mira ad avvicinare i bambini ai temi trattati attraverso un approcciorigoroso di tipo sperimentale, invitandoli, con le attività predisposte, a formulare ipotesi su con-testi, a osservare fenomeni, confrontare risultati con previsioni, giungere infine a conclusioni.La letteratura ci sostiene rispetto alla proposta interpretativa. Recenti studi hanno messo in evi-denza come la possibilità di costruire un quadro organico di relazioni tra variabili descrittive edenti appartenenti ad un modello interpretativo sia legata all’esame di processi e alla loro anali-si (Michelini 2003-2004).I temi trattati sono stati selezionati tra i nodi di apprendimento emersi in letteratura. Specificielementi di raccordo tra tali nodi costruiscono un percorso organico per l’apprendimento di feno-meni e la costruzione della loro interpretazione, mentre si pongono come modalità di supera-mento delle difficoltà concettuali ad essi correlate.

ImpostazioneIl punto di partenza della proposta didattica è il riconoscimento delle sorgenti sonore: oggettiopportunamente stimolati oscillando o vibrando producono un suono, ma non tutte le vibrazionigenerano suoni.Si affrontano due caratteristiche del suono, l’altezza e l’intensità, correlate alle sorgenti sonorein quanto oggetti diversi per dimensioni, vibrando in modo diverso producono suoni diversi, in par-ticolare di altezza differente, mentre uno stesso oggetto può produrre suoni diversi per intensitàin base all’ampiezza delle sue oscillazioni.Si affronta la propagazione del suono focalizzando l’attenzione sul fatto che esso non viaggia nelvuoto, ma necessita di un mezzo che può essere l’aria, un solido oppure un liquido.I rivelatori sonori vengono semplicemente identificati come quegli oggetti, o apparati, che sonoin grado di percepire la perturbazione del sistema, le vibrazioni. Si esaminano il bicchiere di pla-

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stica modificato posto sulla cassa della radio, i due diapason, il modello di orecchio esterno.Lo studio della pressione, si limita agli elementi necessari per comprendere il comportamento del-l’aria durante la propagazione della perturbazione. Le onde sonore e le loro caratteristiche sonoproposte mediante esperimenti con le molle e la rappresentazione da parte dei bambini dell’onda.

ApproccioL’approccio è operativo per rendere gli alunni partecipi alle attività e mira a stimolare la lorocuriosità e la loro motivazione nei confronti degli argomenti trattati.I bambini vengono invitati a partecipare attivamente e non è contemplata una spiegazione intro-duttiva, solamente una breve introduzione verbale che molte volte richiama l’esperienza quoti-diana degli alunni.

StrategiaLa strategia adottata propone le diverse attività seguendo il ciclo PEC: previsione, esperimento,controllo.Innanzitutto, per creare il contesto, viene predisposta la situazione di stimolo con la descrizionedegli oggetti e del modo in cui verranno utilizzati. Quindi, attraverso domande che stimolano lariflessione, i bambini vengono invitati a formulare delle ipotesi riguardo al comportamento deglioggetti ed al risultato dell’esperimento.Più in dettaglio, le attività proposte nelle schede hanno inizio con l’osservazione dei materiali pre-disposti per la realizzazione dell’esperimento e la descrizione dei passaggi per attuare la prova:momenti necessari affinché i bambini raccolgano le idee per formulare la loro previsioneUna volta concluso il momento di previsione, viene realizzato l’esperimento che permette aglialunni di osservare direttamente ciò che accade.La terza fase consiste nel controllo e nel confronto dei risultati della prova con le ipotesi formu-late inizialmente.Infine gli alunni vengono invitati alla sintesi e alla conclusione.

MetodologiaPer la realizzazione del percorso didattico sono state predisposte schede operative così struttu-rate:- presentazione dell’esperimento attraverso descrizione e immagine fotografica;- domande a scelta multipla per stimolare la creazione di ipotesi e previsioni;- domande, alle quali rispondere dopo aver effettuato l’esperimento, che aiutano a sintetizzare i

risultati osservati e ad interpretarli;- conclusione costituita da due parti: la prima prevede una conclusione individuale di ciascun alun-

no, la seconda una sintesi delle conclusioni alle quali il gruppo è giunto attraverso la discussione.

La realizzazione degli esperimenti avviene:- sui banchi dei bambini, in modo che possano osservare, ma soprattutto ascoltare, meglio;- sulla cattedra, facendo avvicinare gli alunni;- sul pavimento, quando lo richiedono le dimensioni dell’esperimento.

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Il ruolo degli alunni nella realizzazione degli esperimenti è, a volte, quello di semplici spettatori(10%), a volte di collaboratori (60%), altre volte di protagonisti (30%).Per quanto riguarda le conclusioni, a volte concernono una singola attività, altre volte più situa-zioni che presentano come filo conduttore un unico concetto. L’interpretazione, richiesta ad ognisingolo alunno per iscritto, viene ripresa dall’insegnante che conduce un breve colloquio euristi-co in cui gli alunni sono chiamati al confronto ed alla discussione.

Il percorso didatticoLa proposta didattica è suddivisa in cinque sezioni, ognuna delle quali affronta un determinatoaspetto legato all’acustica:- le sorgenti sonore;- la propagazione del suono;- i rilevatori di suoni;- la pressione;- le onde sonore.Ciascuna sezione è costituita, a sua volta, da un numero variabile di schede nelle quali sono pre-sentati specifici argomenti attraverso l’osservazione di esperimenti realizzati con materiali difacile reperibilità e utilizzo.Nelle seguenti tabelle per ciascuna scheda sono elencati gli argomenti trattati e gli esperimentiad essi correlati.

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SCHEDA APPRENDIMENTI ESPERIMENTI

Scheda A1:la lamina metallicae la risma di fogli

Scheda A2:l’elastico, il diapasoned il campanello

Scheda A3:l’asciugamanoed il pendolo

Scheda A4:l’altezza dei suoni

Scheda A5:l’intensità dei suoni

1. l’oscillazione di un corpo produceun suono

2. il moto del corpo ed il suono cam-biano nel tempo

1. la vibrazione di oggetti opportuna-mente stimolati genera un suono

2. oggetti di forma e materiale diversiproducono suoni differenti

1. non tutti gli oggetti che oscillanoproducono un suono

2. discriminazione tra oscillazioni cheproducono suoni ed oscillazioni chenon producono suoni

1. discriminazione tra suoni gravi esuoni acuti

2. riconoscimento della relazione tradimensioni delle sorgenti sonore ealtezza dei suoni prodotti

1. discriminazione tra suoni deboli esuoni forti

2. relazione tra ampiezza dell’oscilla-zione e intensità del suono

E1: L’oscillazione della lami-na metallica

E2: L’oscillazione della rismadi fogli

E3: L’elastico vibranteE4: Il diapasonE5: Il campanello

E6: L’asciugamanoE7: Il pendolo

E8: Musica con le laminemetalliche

E9: Musica con le canne dibambù

E10:Musica con i barattoli

E11:L’intensità del suono

SEZIONE A: LE SORGENTI SONORE

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SEZIONE B: LA PROPAGAZIONE DEL SUONO

Scheda B1:il suono non viaggianel vuoto

Scheda B2:il suono viaggianell’aria

Scheda B3:il suono si propaganei solidi

Scheda B4:il suono si propaganei liquidi

Scheda B5:la velocità del suono

1. il suono non si propaga nel vuoto

1. propagazione del suono nell’aria

1. propagazione del suono nei solidi

1. propagazione del suono nei liquidi

1. la velocità del suono è diversain mezzi diversi

E12: La campanella sottovuo-to

E13: La propagazionedel suono nell’aria

E14: Il telefono con lo spago

E15: Il diapason nell’acqua

E16:Ascoltare con l’orecchioappoggiato al tavolo

SEZIONE C: RILEVATORI DI SUONI

Scheda C1:strumentiche rilevano suoni

Scheda C2:alla scopertadell’orecchio umano

1. oggetti in grado di rilevarele vibrazioni

1. la struttura dell’orecchio umano2. il funzionamento dell’orecchio

esterno sino al timpano

E17: I semi sul tamburoE18: I due diapason

E19: Il padiglione auricolareE20:L’imbuto

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Scheda E1:il tubo di Kundt

Scheda E2:le molle e le ondedi compressione

Scheda E3:le onde sonoresi propaganoin tutte le direzioni

SEZIONE D: LA PRESSIONE

Scheda D1:una forza distribuitasu una superficie

Scheda D2:la pressionein un liquido

Scheda D3:la pressione e l’aria

1. la pressione come forza distribuitasu una superficie

2. proporzionalità inversatra superficie e pressione

1. la pressione è presente all’internodel liquido indipendentementedal fatto che venga esercitatauna forza esterna(proprietà di stato del sistema)

2. la pressione esercitata in un puntodel liquido si trasmette conla stessa intensità in tutti i puntidel liquido ed in tutte le direzioni(principio di Pascal)

1. comprimibilità dell’aria2. relazione tra pressione e volume:

comprimendo aumenta la pressionee diminuisce il volume, espandendodiminuisce la pressione e aumentail volume

3. elasticità dell’aria

E21:La mattonella sulla pastadi sale

E22:La bottiglia con i foritutti alla stessa altezza

E23:La bottiglia con i foriallineati in verticale

E24:Il tubo d’acqua

E25:La bolla d’aria nellasiringa piena d’acqua

E26: Il palloncino gonfiatod’aria

1. il suono si propaga sotto forma dionde

1. la propagazione di un impulso:le onde trasportano energia manon materia

2. un impulso viaggia a velocitàdiverse in mezzi diversi

1. il suono si propaga in tutte ledirezioni

E27: Il tubo di Kundt

E28:L’impulso lungo la mollaE29:L’impulso lungo due molle

di dimensione diversaE30:Giocando a riprodurre

l’ondaE31:La velocità dell’impulso

lungo una fila formatadai bambini

E32:Ascoltando la musica

SEZIONE E: LE ONDE SONORE

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MAPPA CONCETTUALE DEI CONTENUTI

Vibrazioni

Semini e zuccherosul tamburo

Orecchio

Pressione = F/S

Principio di Pascal

Fluidi

Aria Liquidi

Comprimibilità Elasticità

Solidi

Necessità di un mezzo

Pressione

Ampiezza Intensità

Altezza

Frequenza

Parametri fisici

Lunghezza d’ondaOnde sonore

Propagazionedell’impulso e non

della materia

Qualità del suonoSORGENTI SONORE

PROPAGAZIONE

RIVELATORI DI SUONI

FENOMENI ACUSTICI

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IL SUONOGli esperimenti

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GLI ESPERIMENTI

Gli esperimenti proposti ai bambini attraverso l’attività didattica sono 32 in tutto e vengonodescritti nelle pagine seguenti (le immagini fotografiche sono inserite nelle schede didattiche perstudenti).

E1. L’OSCILLAZIONE DELLA LAMINA METALLICA• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora.• Materiale utilizzato:

- una lamina metallica le cui dimensioni possono essere varie.• Procedimento:

- prendere la lamina metallica e appoggiarla sul tavolo in modo che sporga di alcuni centi-metri dal bordo;

- tenere ben fissa al tavolo la parte della lamina su di esso appoggiata;- abbassare l’estremità libera e poi lasciarla andare.

• Risultati:- l’estremità libera inizia ad oscillare producendo un suono.

ConclusioniLa lamina metallica, nel momento in cui viene fatta oscillare, diventa una sorgente sonora poi-ché il suo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola comprimere edespandere in modo oscillatorio; si creano così zone d’aria compressa e zone d’aria rarefatta inmodo alterno nel tempo e quindi oscillanti nel tempo in ogni punto.

E2. L’OSCILLAZIONE DELLA RISMA DI FOGLI• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora.• Materiale utilizzato:

- una risma di circa quindici fogli.• Procedimento:

- prendere la risma di fogli ed appoggiarla sul tavolo in modo che sporga di alcuni centimetridal bordo;

- tenere ben fissa al tavolo la parte su di esso appoggiata;- abbassare l’estremità libera e poi lasciarla andare.

• Risultati:- l’estremità libera inizia ad oscillare producendo un suono.

ConclusioniLa risma di fogli, nel momento in cui viene fatta oscillare, diventa una sorgente sonora poiché ilsuo movimento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola comprimere e rare-fare in modo oscillante; la vibrazione si trasmette nell’aria e si sente un suono.

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E3. L’ELASTICO VIBRANTE• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora.• Materiale utilizzato:

- un elastico.• Procedimento:

- tendere l’elastico alle due estremità;- con le dita pizzicare l’elastico circa a metà della sua lunghezza e lasciarlo andare.

• Risultati:- l’elastico inizia ad oscillare producendo un suono.

ConclusioniL’elastico, nel momento in cui inizia ad oscillare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movimen-to perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola oscillare in stati compressi e rarefat-ti, che si trasmettono alle regioni d’aria limitrofe, realizzando la propagazione sonora.

E4. IL DIAPASON• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora• Materiale utilizzato:

- un diapason.• Procedimento:

- percuotere i rebbi del diapason su una superficie solida;- appoggiare il manico del diapason sul tavolo.

• Risultati:- i rebbi del diapason vibrano producendo un suono, che si sente quando si appoggia sul tavo-lo il manico del diapason.

ConclusioniIl diapason, nel momento in cui inizia a vibrare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movi-mento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola comprimere e rarefare inmodo oscillante e allo stesso modo si trasmette la vibrazione nel solido. Il reticolo cristallino delsolido si deforma spostando ogni atomo momentaneamente dalla posizione di equilibrio e tra-smettendo ai primi vicini questo processo.

E5. IL CAMPANELLO• Concetto: la vibrazione come sorgente sonora• Materiale utilizzato:

- un campanello.• Procedimento:

- utilizzare il campanello nel modo consueto: scuotere il campanello in modo che il batacchiobatta sul metallo.

• Risultati:- il campanello inizia a vibrare producendo un suono.

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ConclusioniIl campanello, nel momento in cui inizia a vibrare, diventa una sorgente sonora poiché il suo movi-mento perturba lo stato d’equilibrio dell’aria circostante facendola oscillare tra stati di com-pressione e rarefazione che si trasmettono ai volumi di aria vicini.

E6. L’ASCIUGAMANO• Concetto: non tutte le vibrazioni producono un suono percepibile dall’orecchio umano.• Materiale utilizzato:

- un asciugamano.• Procedimento:

- prendere due angoli dell’asciugamano e agitarlo.• Risultati:

- l’asciugamano oscilla ma non produce alcun suono percepibile.

ConclusioniL’asciugamano, sebbene oscilli, non produce alcun suono in quanto il numero di vibrazioni nell’u-nità di tempo (la frequenza di oscillazione) non è sufficiente a perturbare l’aria circostante inmodo tale da far percepire il suono all’orecchio umano.

E7. IL PENDOLO• Concetto: non tutte le vibrazioni producono un suono percepibile dall’orecchio umano.• Materiale utilizzato:

- un pendolo.• Procedimento:

- far oscillare il pendolo.• Risultati:

- il pendolo oscilla ma non produce alcun suono percepibile.

ConclusioniIl pendolo, sebbene oscilli, non produce alcun suono in quanto il numero di vibrazioni nell’unitàdi tempo (la frequenza di oscillazione) non è sufficiente a perturbare l’aria circostante in modotale da far percepire il suono all’orecchio umano.

E8. MUSICA CON LE LAMINE METALLICHE• Concetto: l’altezza del suono.• Materiale utilizzato:

- due lamine metalliche di dimensione diversa, una è più lunga e più larga dell’altra.• Procedimento:

- prendere una delle due lamine metalliche e appoggiarla sul tavolo in modo che sporga di alcuni centimetri dal bordo;

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- tenere ben fissa al tavolo la parte della lamina su di esso appoggiata;- abbassare l’estremità libera e poi lasciarla andare;- ripetere il procedimento con l’altra lamina.

• Risultati:- la lamina più grande genera un suono basso;- la lamina piccola produce un suono acuto.

ConclusioniGli oggetti più piccoli producono un suono acuto, al contrario quelli grandi producono suoni piùbassi. Ciò dipende dal fatto che il numero di vibrazioni nell’unità di tempo è maggiore per glioggetti piccoli e minore per quelli grandi.

E9. MUSICA CON LE CANNE DI BAMBÙ• Concetto: l’altezza del suono.• Materiale utilizzato:

- alcuni segmenti di canna di bambù di diversa lunghezza.• Procedimento:

- disporre sulla cattedra la serie delle canne di bambù, dalla più grande alla più piccola;- prendere una canna di bambù per volta e soffiarvi dentro in modo da produrre un suono (è

possibile produrre i suoni anche percuotendo i segmenti di canna di bambù con una matita).• Risultati:

- i suoni prodotti sono caratterizzati da una diversa altezza;- le canne di bambù più corte generano suoni acuti;- le canne di bambù più lunghe generano suoni gravi.

ConclusioniGli oggetti più corti producono un suono acuto, al contrario quelli lunghi producono suoni piùbassi. Ciò dipende dal fatto che il numero di vibrazioni nell’unità di tempo è maggiore per glioggetti piccoli e minore per quelli grandi. Ogni sistema sollecitato diventa sede di vibrazioni sta-zionarie di frequenza dipendente dalla sua lunghezza. La sollecitazione si propaga dall’estremoin cui si produce all’altro, dove in parte si riflette indietro a produrre le onde stazionarie e in partesi trasmette avanti nell’aria, diventando il suono che sentiamo.

E10. MUSICA CON I BARATTOLI• Concetto: l’altezza del suono.• Materiale utilizzato:

- alcuni vasetti di plastica di dimensioni diverse;- una matita.

• Procedimento:- disporre sulla cattedra la serie dei vasetti di plastica dal più grande al più piccolo;- percuotere i vasetti con la matita.

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• Risultati:- i suoni prodotti sono caratterizzati da una diversa altezza;- i vasetti più piccoli generano suoni acuti;- i vasetti più grandi generano suoni gravi.

ConclusioniGli oggetti piccoli producono un suono più acuto poiché il numero di vibrazioni al secondo è mag-giore, mentre quelli grandi producono suoni più bassi perché il numero di vibrazioni nell’unità ditempo è minore.

E11. L’INTENSITÀ DEL SUONO• Concetto: l’intensità del suono.• Materiale utilizzato:

- una lamina metallica;- un pennarello;- un foglio di carta A3;- nastro adesivo.

• Procedimento:- bloccare un’estremità della lamina sul banco;- abbassare l’estremità libera di alcuni centimetri e poi lasciarla andare;- ripetere il procedimento abbassando la lamina di un centimetro o due al massimo;- fissare perpendicolarmente alla lamina il pennarello col nastro adesivo;- appendere il foglio al muro all’altezza del banco;- appoggiare la lamina al tavolo e avvicinare il banco al muro in modo che il pennarello possa

lasciare un segno sul foglio;- ripetere le prime tre fasi del procedimento.

• Risultati:- il suono prodotto abbassando molto la lamina prima di lasciarla andare è forte;- il suono prodotto abbassando poco la lamina prima di lasciarla andare è debole;- il segno lasciato dal pennarello quando viene abbassata molto la lamina ha una ampiezza

maggiore del segno lasciato dal pennarello quando la lamina viene abbassata poco.

ConclusioniL’intensità del suono dipende dall’ampiezza dell’oscillazione della sorgente sonora, in particola-re maggiore è l’ampiezza più forte è il suono generato.

E12. LA CAMPANELLA SOTTOVUOTO• Concetto: il suono nel vuoto non si propaga.• Materiale utilizzato:

- un barattolo da conserva di vetro;- un tappo da applicare al barattolo con due valvole, una che permetta all’aria di uscire dal vaso

e l’altra che ne permetta il rientro;

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- una campanella appesa al tappo- una macchina per creare il vuoto, solitamente utilizzata per la conservazione degli alimenti,

dotata di pompetta.• Procedimento:

- applicare il tappo al vaso;- scuotere il vaso e ascoltare il suono della campanella;- con la macchina per il sottovuoto togliere l’aria che c’è nel vaso;- scuotere di nuovo il barattolo e ascoltare.

• Risultati:- scuotendo il vaso la prima volta si sente chiaramente il suono della campanella;- scuotendo il vaso dopo aver tolto tutta l’aria possibile il suono della campanella è molto flebile.

ConclusioniIl suono nel vuoto non si propaga: togliendo l’aria dal vaso non si percepisce il suono come primapoiché esso per propagarsi necessita di un mezzo, in questo caso l’aria. Nell’esperimento propo-sto il suono seppure più debole comunque si sente poiché, con i materiali utilizzati, non è possi-bile creare un grande vuoto per cui nel vaso rimane sempre un po’ d’aria.

E13. LA PROPAGAZIONE DEL SUONO NELL’ARIA• Concetto: il suono si propaga nell’aria.• Materiale utilizzato:

- un secchiello di plastica;- un guanto in lattice;- un elastico;- alcuni semini neri solitamente utilizzati come mangime per uccelli;- un coperchio di pentola;- un mestolo di legno o di metallo.

• Procedimento:- posizionare il guanto in lattice sull’apertura del secchiello e fissarlo con l’elastico in modo

da costruire un tamburo artigianale;- spargere alcuni semini sul guanto, sulla membrana del tamburo;- prendere in mano il coperchio di pentola e colpirlo con il mestolo a poca distanza dal tam-

buro.• Risultati:

- a causa del colpo prodotto i semi vibrano e saltellano sulla membrana del tamburo.

ConclusioniIl suono si propaga nell’aria. Con il colpo dato dal mestolo sul coperchio viene prodotta unavibrazione che si propaga dal coperchio alle molecole d’aria circostanti le quali, a loro volta, pro-pagano la perturbazione a quelle vicine fino a farla arrivare al tamburo e oltre. La membrana deltamburo, la cui caratteristica è l’elasticità, percepisce la perturbazione delle molecole d’aria edinizia a vibrare, provocando a sua volta il movimento dei semini.

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E14. IL TELEFONO CON LO SPAGO• Concetto: il suono si propaga nei solidi.• Materiale utilizzato:

- due barattoli di alluminio per alimenti, solo con il fondo (si possono usare anche due bicchieridi plastica);

- un chiodo ed un martello;- alcuni metri di spago.

• Procedimento:- con chiodo e martello produrre un buco al centro del fondo di ogni barattolo;- inserire le due estremità dello spago nei fori dei barattoli e bloccarle con un nodo;- due bambini prendono in mano un barattolo ciascuno, uno avvicina l’apertura del barattolo

all’orecchio e l’altro alla bocca e pronuncia una parola;- un terzo bambino stringe lo spago tra le dita;- i due bambini con i barattoli riprendono la comunicazione;- tagliare lo spago;- riprendere di nuovo la comunicazione.

• Risultati:- nella prima situazione, barattoli collegati con lo spago, si percepiscono le parole del compa-

gno che parla;- nel secondo caso, spago stretto tra le dita, le parole si percepiscono ma non è possibile com-

prenderle;- nella terza situazione, barattoli non collegati, non si percepiscono più le parole.

ConclusioniIl suono si propaga nei solidi, in questo caso lo spago. La perturbazione prodotta dalla voceumana si propaga al barattolo e al filo fino a raggiungere l’altro barattolo. Quando il filo èstretto tra le dita la vibrazione non si propaga come prima poiché l’elasticità del filo vieneridotta.

E15. IL DIAPASON NELL’ACQUA• Concetto: le vibrazioni si propagano nei liquidi.• Materiale utilizzato:

- un diapason;- un contenitore di plastica;- acqua.

• Procedimento:- riempire d’acqua il contenitore;- colpire su una superficie solida i rebbi del diapason per indurli a vibrare;- immergere i rebbi nell’acqua.

• Risultati:- nell’acqua si formano piccole onde.

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ConclusioniLe vibrazioni del diapason si propagano nell’acqua e ciò è dimostrato dal formarsi di piccole ondeche si allargano verso i bordi del contenitore. Il suono si propaga non solo nell’aria e nei solidi,ma anche nei liquidi. A supporto di ciò si suggerisce di portare l’esempio delle orecchie immersein acqua per capire che il suono si propaga con la vibrazione.

E16: ASCOLTARE CON L’ORECCHIO APPOGGIATO AL TAVOLO (v. tabella con scheda)• Concetto: la velocità del suono.• Materiale utilizzato:

- il banco o un tavolo qualsiasi.• Procedimento:

- battere un colpo sul tavolo con le nocche della mano;- appoggiare l’orecchio al tavolo;- battere di nuovo con le nocche.

• Risultati:- si percepisce meglio il secondo colpo rispetto al primo.

ConclusioniNella seconda situazione è possibile percepire il suono e la vibrazione del materiale.Il suono viaggia a velocità diversa in mezzi diversi: in particolare viaggia più lentamente nell’aria,più velocemente nei liquidi e più velocemente ancora nei solidi.

E17. I SEMI SUL TAMBURO• Concetto: la rilevazione del suono.• Materiale utilizzato:

- un bicchiere di plastica;- cellophane;- un elastico;- semini neri;- una radio.

• Procedimento:- tagliare il fondo del bicchiere e sostituirlo con del cellophane da fissare con l’elastico;- posizionare il bicchiere capovolto sopra la cassa della radio;- spargere sul cellophane alcuni semini;- accendere la radio.

• Risultati:- con la radio accesa i semi vibrano.

Conclusionii rilevatori di suoni hanno caratteristiche tali da percepire l’onda sonora e trasformarla in un’al-tro segnale (vibrazione) percepibile. Un caso molto semplice è quello di una membrana elasticaben tesa che percepisce la perturbazione che si propaga nell’aria, vibrando.

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E18. I DUE DIAPASON• Concetto: la rilevazione del suono.• Materiale utilizzato:

- due diapason.• Procedimento:

- fare vibrare i rebbi di uno dei due diapason;- avvicinare i due diapason;- avvicinare l’orecchio al secondo diapason.

• Risultati:- il secondo diapason, sebbene non venga battuto sul tavolo, inizia a vibrare ed è possibile per-

cepirne il suono.

ConclusioniIl secondo diapason percepisce le vibrazioni del primo che si trasmettono attraverso l’aria.Si può ripetere l’esperimento appoggiando il primo diapason sul tavolo e poi il secondo, per con-statare che il tavolo trasmette in modo più efficace la vibrazione dal primo al secondo diapason.

E19. IL PADIGLIONE AURICOLARE• Concetto: la funzione del padiglione auricolare.• Materiale utilizzato:

- le mani;- una radio.

• Procedimento:- accendere la radio;- mettere le mani a coppa dietro le orecchie;- coprire i padiglioni auricolari con le mani.

• Risultati:- con le mani a coppa dietro le orecchie si percepisce il suono più fortemente;- coprendo il padiglione si sente la musica debolmente.

ConclusioniLa parte più esterna dell’apparato uditivo è costituita dal padiglione auricolare, la cui funzioneè quella di raccogliere e convogliare le onde sonore verso il condotto uditivo.

E20. L’IMBUTO• Concetto: descrizione dell’orecchio esterno.• Materiale utilizzato:

- un imbuto;- un pezzetto di tubo di gomma lungo 10 cm;- un pezzetto di lattice;- un elastico;

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- qualche granello di zucchero;- un coperchio di pentola;- un mestolo.

• Procedimento:- fissare in fondo all’imbuto il tubo di gomma;- coprire l’estremità libera del tubo col lattice, per fissarlo usare l’elastico;- cospargere con i granelli di zucchero la membrana in lattice;- colpire col mestolo il coperchio di pentola vicino all’apertura dell’imbuto.

• Risultati:- con il colpo i granelli di zucchero saltellano.

ConclusioniÈ possibile paragonare l’imbuto all’orecchio esterno. In particolare, l’imbuto riproduce il padi-glione auricolare, il tubo di gomma riproduce il condotto uditivo e la membrana in lattice il tim-pano. La vibrazione sonora viene raccolta e convogliata dal padiglione verso il condotto uditivo chelo trasmette fino al timpano il quale, per le sue specifiche caratteristiche, percepisce la perturba-zione ed inizia ad oscillare.

Esperimento 21: la mattonella sulla pasta di sale• Concetto: la pressione come forza distribuita su una superficie.• Materiale utilizzato:

- pasta di sale;- una mattonella.

• Procedimento:- stendere la pasta di sale in modo che abbia un altezza di due o tre cm;- posizionare orizzontalmente la mattonella sulla pasta;- stendere di nuovo la pasta;- posizionare verticalmente la mattonella sulla pasta.

• Risultati:- la mattonella lascia un segno più profondo sulla pasta quando è posizionata verticalmente.

ConclusioniL’impronta è più profonda quando la mattonella è posta in verticale poiché esercita la sua forzapeso su una superficie minore. La pressione, infatti, è una forza distribuita su una superficie: laforza rimane la stessa (il peso della mattonella), mentre la pressione è inversamente proporzio-nale alla superficie.

E22. LA BOTTIGLIA CON I FORI TUTTI ALLA STESSA ALTEZZA• Concetto: per tutti i punti che si trovano ad una stessa altezza la pressione è la medesima.• Materiale utilizzato:

- una bottiglia di plastica;- un chiodo rovente;

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- una bacinella di plastica dal diametro di 40 cm;- una brocca d’acqua.

• Procedimento:- produrre con il chiodo rovente alcuni fori sulla bottiglia, tutti alla stessa altezza;- posizionare verticalmente la bottiglia nella bacinella;- riempire la bottiglia d’acqua.

• Risultati:- l’acqua esce dai fori della bottiglia in zampilli tutti uguali tra loro.

ConclusioniLa pressione del liquido ad una determinata altezza è uguale in tutte le direzioni ed è per questoche gli zampilli hanno la stessa intensità.

E23. LA BOTTIGLIA CON I FORI ALLINEATI IN VERTICALE• Concetto: comportamento della pressione in un fluido (principio di Pascal).• Materiale utilizzato:

- una bottiglia di plastica;- un chiodo rovente;- una bacinella di plastica dal diametro di 40 cm;- una brocca d’acqua;- nastro adesivo.

• Procedimento:- tenere la bottiglia in verticale e produrre, con il chiodo rovente, alcuni fori uno sotto l’altro

in modo da ottenere una serie di buchi allineati secondo la lunghezza della bottiglia;- coprire i fori con il nastro adesivo;- riempire la bottiglia d’acqua e tapparla;- prendere la bottiglia in mano, posizionarla orizzontalmente e schiacciare sotto i fori con le

dita;- togliere il nastro adesivo continuando ad esercitare pressione.

• Risultati:- dai fori della bottiglia esce l’acqua in zampilli tutti uguali tra loro.

ConclusioniGli zampilli d’acqua fuoriescono dalla bottiglia con la stessa intensità e con la stessa altezza poi-ché in un fluido la pressione esercitata in un punto si trasmette in tutte le direzioni a tutti i puntidel fluido (principio di Pascal).

E24. IL TUBO D’ACQUA• Concetto: comportamento della pressione in un fluido (principio di Pascal).• Materiale utilizzato:

- un tubo di plastica lungo 40 cm;- due pezzetti di lattice, ricavati da un guanto;

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- due elastici;- una brocca d’acqua.

• Procedimento:- sigillare una delle due estremità del tubo con un pezzetto di lattice bloccato con l’elastico;- riempire il tubo d’acqua;- sigillare l’altra estremità allo stesso modo della prima;- premere col dito ad una delle due estremità ed osservare ciò che accade all’altra.

• Risultati:- l’estremità non schiacciata sporge verso l’esterno.

ConclusioniLa pressione in un punto del fluido si trasmette a tutti i punti del fluido, che è praticamenteincomprimibile, ed è per questo che schiacciando ad una delle estremità del tubo l’altra sporge.

E25. LA BOLLA D’ARIA NELLA SIRINGA PIENA D’ACQUA• Concetto: comprimibilità ed elasticità dell’aria.• Materiale utilizzato:

- una siringa da 60 ml;- una brocca d’acqua.

• Procedimento:- riempire la siringa d’acqua;- aspirare con la siringa un po’ d’aria in modo che si crei all’interno del liquido una bolla;- con un dito tappare l’ugello della siringa;- comprimere il pistone;- tirare il pistone verso l’esterno.

• Risultati:- comprimendo il pistone il volume della bolla d’aria diminuisce;- tirando il pistone il volume della bolla d’aria aumenta.

ConclusioniL’aumento di pressione, dovuto alla compressione del pistone, viene trasmesso dall’acqua all’a-ria, così come la diminuzione della pressione dovuta al fatto che il pistone viene tirato verso l’e-sterno. La bolla d’aria reagisce all’aumento e alla diminuzione di pressione comprimendosi edespandendosi. In particolare, il volume aumenta o diminuisce secondo una legge di proporziona-lità inversa rispetto alla pressione. Attraverso l’esperimento si osserva, oltre che la comprimibili-tà, anche l’elasticità dell’aria che ritorna ad assumere il volume di partenza: si vede lo stantuffotornare nel punto in cui era prima della compressione.

E26. IL PALLONCINO GONFIATO D’ARIA• Concetto: compressibilità dell’aria.• Materiale utilizzato:

- un palloncino gonfiato d’aria.

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• Procedimento:- posizionare il palloncino, gonfiato d’aria e annodato, sul tavolo;- con la mano premere sul palloncino più volte.

• Risultati:- il palloncino si comprime e torna alla sua posizione iniziale.

ConclusioniL’aria si comprime e torna alla posizione d’equilibrio iniziale grazie alla caratteristica di esserecomprimibile ed elastica.

E27. IL TUBO DI KUNDT• Concetto: la natura ondulatoria del suono.• Materiale utilizzato:

- un tubo cilindrico di vetro;- polvere di sughero;- un generatore di suono.

• Procedimento:- cospargere l’interno del tubo con la polvere di sughero;- generare un suono vicino all’imboccatura del tubo.

• Risultati:- la polvere si dispone in mucchietti disposti perpendicolarmente alla lunghezza del tubo.

ConclusioniIl suono generato si è propagato lungo il tubo attraverso l’aria la cui oscillazione ha provocatolo spostamento della polvere di sughero che si è disposta in mucchietti, esplicitando la natura dionda di compressione del suono.

E28. L’IMPULSO LUNGO LA MOLLA• Concetto: le onde trasmettono il segnale (energia) ma non materia.• Materiale utilizzato:

- una molla di plastica.• Procedimento:

- tendere la molla alle due estremità allungandola in posizione orizzontale- in prossimità di una delle estremità ravvicinare alcune spire e poi lasciarle andare.

• Risultati:- l’impulso viaggia lungo la molla.

ConclusioniLe spire trasmettono l’impulso l’una all’altra tornando poi nella loro posizione d’equilibrio. Lostesso accade alle molecole d’aria che durante la trasmissione della perturbazione non si spo-stano dalla sorgente al rilevatore ma oscillano avanti e indietro rispetto alla loro posizione d’e-quilibrio, per poi tornarvi una volta passata la perturbazione.

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E29. L’IMPULSO LUNGO DUE MOLLE DI DIMENSIONE DIVERSA• Concetto: un’onda si trasmette con velocità diverse in mezzi diversi.• Materiale utilizzato:

- due molle di plastica;- due fascette di plastica.

• Procedimento:- collegare le molle con le fascette;- tendere le molle in posizione orizzontale;- in prossimità di una delle estremità ravvicinare alcune spire e poi lasciarle andare.

• Risultati:- l’impulso viaggia a velocità diverse lungo le due molle, in particolare è più veloce nella molla

piccola.

ConclusioniLe onde viaggiano a velocità diverse in mezzi diversi e ciò dipende dalle caratteristiche del mezzostesso. Nel caso delle molle, le spire della molla piccola sono più vicine tra loro rispetto a quelledella molla più grande e quindi trasmettono l’impulso più velocemente. Lo stesso accade per leonde sonore: viaggiano più velocemente nel mezzo le cui molecole sono molto vicine le une allealtre e ciò spiega la maggiore velocità nei solidi e la minore velocità nell’aria.

E30. GIOCANDO A RIPRODURRE L’ONDA: L’IMPULSO LUNGO UNA FILA DI BAMBINI• Concetto: le onde trasmettono energia ma non materia.• Materiale utilizzato:

- non è necessario alcun materiale, è necessaria invece la partecipazione dei bambini.• Procedimento:

- i bambini in piedi si dispongono in riga;- il capofila pensa un messaggio verbale e lo trasmette al vicino, quest’ultimo lo trasmette al

compagno accanto e così via finché il messaggio giunge all’ultimo della riga;- ora il capofila, a gambe leggermente divaricate, oscilla verso il compagno accanto in modo

da avere un contatto spalla a spalla;- il secondo bambino trasmette l’oscillazione al terzo e così fino alla fine della fila.

• Risultati:- il messaggio e il movimento si sono propagati dal primo all’ultimo componente della fila.

ConclusioniLa propagazione è avvenuta senza uno spostamento dei bambini, ma soltanto attraverso unaoscillazione del corpo rispetto alla posizione di equilibrio.

E31. LA VELOCITÀ DELL’IMPULSO LUNGO UNA FILA DI BAMBINI• Concetto: un’onda si trasmette con velocità diverse in mezzi diversi.• Materiale utilizzato:

- un cronometro.

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È necessaria la partecipazione dei bambini.• Procedimento:

- i bambini in piedi si dispongono in riga;- il capofila, a gambe leggermente divaricate, oscilla verso il compagno accanto in modo da

avere un contatto spalla a spalla, il secondo bambino trasmette l’oscillazione al terzo e così via fino all’ultimo della fila;

- l’insegnate dà il via e cronometra il tempo impiegato per far giungere il movimento dal primoall’ultimo della fila;

- i bambini si distanziano l’uno dall’altro in modo da allungare la fila e ripetono la trasmis-sione del movimento, l’insegnante li cronometra;

- i bambini si avvicinano l’uno all’altro in modo da accorciare il più possibile la fila e ripeto-no l’attività mentre l’insegnante li cronometra.

• Risultati:- l’oscillazione si è propagata dal primo all’ultimo componente della fila con velocità diverse

nelle tre situazioni. In particolare la propagazione è più veloce quando la fila è ravvicinata,più lenta quando la fila è allungata e impiega un tempo intermedio nel primo caso.

ConclusioniCosì come accade nelle molle, anche l’impulso lungo la fila costituita dai bambini viaggia a velo-cità diverse a seconda di quanto siano vicini o lontani i componenti della fila. È possibile effet-tuare un paragone tra la fila dei bambini ed i mezzi di propagazione del suono: la fila allungatacorrisponde al mezzo aria in cui il suono viaggia lentamente per il fatto che le molecole sonodistanziate tra loro; la fila iniziale corrisponde ai liquidi, in cui il suono viaggia più velocementerispetto all’aria proprio perché le molecole sono più vicine tra loro; infine, la fila ravvicinata èparagonabile ai solidi, molto compatti, che per tale caratteristica propagano il suono con veloci-tà molto elevate.

E32. ASCOLTANDO LA MUSICA• Concetto: le onde sonore viaggiano in tutte le direzioni.• Materiale utilizzato:

- una radio.• Procedimento:

- far sedere i bambini in cerchio;- al centro del cerchio posizionare la radio ed accenderla.

• Risultati:- la musica giunge alle orecchie di tutti i bambini.

ConclusioniLe onde sonore si propagano in tutte le direzioni attraverso onde concentriche che si allontana-no dalla sorgente.

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IL SUONOStrumenti didattici

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Gli strumenti didattici consistono nel test presentato in ingresso ed in uscita, composto da diciot-to items relativi alle diverse tematiche affrontate nell’attività e nelle schede didattiche che costi-tuiscono il supporto per la realizzazione in classe del percorso proposto. Ogni scheda proponediversi esperimenti per ciascuno dei quali gli alunni sono invitati a formulare le ipotesi relativeall’esito dell’esperimento, quindi ad osservare i risultati ottenuti confrontandoli con le previsionied infine a trarre le opportune conclusioni.

IL SUONOStrumenti didattici

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TEST D’INGRESSO E D’USCITA

IL SUONO

Nome: Cognome:

Classe: Scuola:

1. Pensa alla tua esperienza di tutti i giorni e racconta tre situazioni in cui hai sentito un suono.

A: ___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

B: ___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

C: ___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

2. Affinché tu possa sentire i suoni sono necessarie tre cose; pensa alle situazioni descritte:• la voce della mamma che ti chiama;• un’automobile che passa poco lontano da te;• tu che batti le mani.

Cerca ciò che hanno in comune e prova ad elencare i tre elementi necessari per sentire un suono.

1: ___________________________________________________________________________

2: ___________________________________________________________________________

3: ___________________________________________________________________________

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3. Qui di seguito sono elencati alcuni oggetti: descrivi come li utilizzeresti per produrre un suonoe come lo producono.

4. Giochiamo a far musica con alcuni barattoli di plastica di diversa grandezza. Dopo aver messoi barattoli in fila dal più grande al più piccolo battiamo su ognuno con una matita.Ti aspetti che:❐ i suoni siano tutti uguali❐ i suoni siano tutti diversi

Spiega la tua previsione. ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Se prevedi che siano tutti diversi, i suoni saranno:❐ più alti quelli prodotti dai barattoli più piccoli❐ più alti quelli prodotti dai barattoli più grandi

Spiega la tua previsione. ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

5. Lorenzo sta giocando con la stecca da disegno: lui tiene ferma un’estremità sul tavolo mentrel’altra l’abbassa e la lascia andare cosicché la stecca inizia ad oscillare. Lorenzo si è accorto chela stecca produce un suono forte oppure un suono debole a seconda di quanto abbassa la stecca.

Ritieni che la stecca produca il suono più forte quando:

❐ Lorenzo abbassa poco la stecca❐ Lorenzo abbassa molto la stecca

OGGETTO COME LO UTILIZZO COME FA A PRODURREUN SUONO

Stecca da disegno _______________________ ________________________________________________ ________________________________________________ _________________________

Elastico _______________________ ________________________________________________ ________________________________________________ _________________________

Due pennarelli _______________________ ________________________________________________ ________________________________________________ _________________________

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6. Una volta che è stato prodotto, un suono arriva fino a noi. Come? Spiega.

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

7. Il suono viaggia:

❐ solo attraverso l’aria❐ attraverso l’aria e anche attraverso i corpi solidi come un muro o un tavolo❐ attraverso l’aria, attraverso i corpi solidi e anche attraverso i liquidi come l’acqua

8. Facciamo cadere un barattolo di alluminio vuoto in una stanza con la porta chiusa.Tu ti trovinella stanza accanto. Puoi udire il tonfo?

❐ SI ❐ NO Perché? Spiega. ___________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

9. Immagina di trovarti con le orecchie immerse nell’acqua, ad esempio nella vasca da bagno oin piscina. Facciamo cadere un piccolo oggetto pesante, come un anello, sul fondo della vasca odella piscina. Puoi udire il tonfo?

❐ SI ❐ NO Perché? Spiega. ___________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

10. Circa trecento anni fa uno scienziato di nome Robert Boyle volle fare un esperimento. Egli miseun orologio dal forte ticchettio in una palla di vetro e con una pompa apposita tolse l’aria dallapalla. Secondo te alla fine dell’esperimento, quando nella palla non c’era più aria, Robert Boyle:

❐ udiva ancora il ticchettio dell’orologio❐ non udiva più il ticchettio dell’orologio

Perché?_______________________________________________________________________

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38

11. Immagina che qualcuno, a parecchia distanza da te, batta un colpo con un martello su unarotaia del treno. Senti il suono prima se:❐ rimani in piedi e tendi l’orecchio❐ appoggi l’orecchio alla rotaia del treno

Perché?_______________________________________________________________________

Il suono viaggia:❐ sempre alla stessa velocità in tutti i mezzi❐ più velocemente nell’aria❐ più velocemente nei liquidi❐ più velocemente nei corpi solidi

12. Prendo un tamburo e lo cospargo di zucchero. Vicino al tamburo batto con un mestolo su uncoperchio di pentola.Ti aspetti che:

❐ non succeda niente ❐ i granelli di zucchero reagiscano al suono del coperchio❐ altro

Motiva la tua risposta. ____________________________________________________________

______________________________________________________________________________

13. Qual è la parte del nostro corpo che ci permette di udire i suoni?

______________________________________________________________________________

Se conosci alcune sue parti elencale. ________________________________________________

______________________________________________________________________________

14. Matilde gioca con un palloncino pieno d’acqua e, con l’aiuto della mamma, fa quattro forialla stessa altezza, circa a metà palloncino. Matilde osserva ciò che accade. Secondo te:

❐ dai fori prodotti esce l’acqua❐ dai fori non esce nulla


______________________________________________________________________________

Se stringi il palloncino in modo che esca l’acqua ti aspetti che le quattro fontanelle siano:

❐ tutte uguali ❐ diverse Perché? Spiega. ____________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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15. Immagina di camminare in riva al mare dove la sabbia è bagnata. Cammini per un tratto conle scarpe da ginnastica e per un altro tratto con i tacchi a spillo.

Come saranno le impronte lasciate?❐ tutte uguali❐ più profonde quelle lasciate dalle scarpe da ginnastica❐ più profonde quelle lasciate dai tacchi a spillo

Perché? Spiega. _________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

16. Linda e Maria giocano con la corda, ognuna di loro tiene in mano un’estremità. Linda ad uncerto punto alza e abbassa velocemente la corda provocando un’onda che viaggia fino all’altrocapo (Maria). Quando facciamo viaggiare un’onda da una sorgente (Linda) ad un ricevitore(Maria) che cosa parte e che cosa arriva? ____________________________________________

_______________________________________________________________________________

Spiega: cosa si muove? __________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Ciò che si muove è anche ciò che viaggia? (Spiega)

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

17. Rappresenta nel riquadro il suonoche si allontana dalla campana.

Spiega il disegno.

__________________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________

Mentre si allontana dalla campana, il suono:❐ si affievolisce❐ rimane sempre uguale❐ diventa più forte

Perché? _______________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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18. Nella figura 1 è rappresentato un tamburo; i puntini sono invece le molecole d’aria che stan-no attorno al tamburo. Quando col bastoncino colpiamo il tamburo e produciamo un suono, comesi comporta l’aria? Disegna i puntini nel secondo riquadro.

Spiega il tuo disegno. _____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

L’aria vicina al tamburo:❐ non si sposta❐ si sposta. Come? ______________________________________________________________

L’aria che ha toccato il tamburo è arrivata fino alla persona che ha udito il suono?

❐ SI ❐ NO Spiega. _________________________________________________________

______________________________________________________________________________

FIGURA 1 FIGURA 2

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SCHEDE PER STUDENTI

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SEZIONE A. LE SORGENTI SONORE

In questa sezione si studia come viene prodotto un suono ed alcune sue proprietà, in particolarealtezza ed intensità.

Sul tavolo ci sono diversi oggetti: osservali.Secondo te possono essere utilizzati per produrre unsuono? Se si come?Scrivi la tua ipotesi completando la scheda qui di segui-to nella sezione PREVISIONE.

La lamina produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? ________________________________________________________________________

La risma di fogli produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? _________________________________________________________________________

L’elastico produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? _________________________________________________________________________

Il diapason produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? _________________________________________________________________________

Il campanello produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? _________________________________________________________________________

L’asciugamano produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? _________________________________________________________________________

Il pendolo produce un suono? ❐ SI ❐ NOCome? _________________________________________________________________________

Le tue previsioni sono sempre confermate facendo la prova? (Spiega)_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Considera almeno tre oggetti che secondo te producono un suono: cosa c’è in comune nel loromodo di produrre un suono?

Oggetti: 1. _____________________ 2._____________________ 3. _____________________

_____________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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SCHEDA A1. LA LAMINA METALLICA E LA RISMA DI FOGLI

Prendiamo la lamina metallica, teniamo premuta un’e-stremità sul tavolo. Spostiamo verso il basso l’estremi-tà libera e poi lasciamola andare.

Come pensi che si comporterà la lamina? ❐ rimane ferma❐ si muove: illustra come ______________________

____________________________________________

____________________________________________

Come pensi che si comporterà la lamina col passare del tempo ?❐ si muove su e giù sempre allo stesso modo ❐ si muove su e giù sempre meno finché si ferma❐ si muove su e giù sempre di più

Dopo aver lasciato andare l’estremità libera della lamina pensi di:❐ udire un suono❐ non udire nulla

Col passare del tempo pensi di:❐ sentire un suono sempre uguale❐ sentire un suono sempre più debole che poi scompare❐ sentire un suono sempre più forte

Proviamo. Come si è comportata la lamina quando abbiamo lasciato andare l’estremità? __________

_________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Com’è cambiato il suo moto col passare del tempo? ____________________________________

______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Hai potuto udire qualcosa? (spiega se hai udito un suono a cosa pensi sia dovuto e come è cam-

biato nel tempo) _________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

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Prendiamo la risma di fogli, posizioniamola sul tavo-lo facendone sporgere una parte. Spostiamo verso ilbasso l’estremità sporgente e poi lasciamola andarecome abbiamo fatto con la lamina.

Come pensi che si comporterà il pacchetto di fogli?❐ rimane fermo❐ oscilla su e giù

Come pensi che cambi il moto del pacchetto di fogli col passare del tempo?❐ si muove sempre allo stesso modo ❐ si muove sempre meno finché si ferma❐ si muove sempre di più

Dopo aver lasciato andare i fogli pensi di:❐ udire un suono❐ non udire nulla

Se hai risposto “udire un suono”, col passare del tempo pensi di:❐ sentire un suono sempre uguale❐ sentire un suono sempre più debole che poi scompare❐ sentire un suono sempre più forte

Proviamo. Come si è comportato il pacchetto di fogli quando abbiamo lasciato andare l’estremi-tà che sporgeva dal tavolo? ______________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Cos’è successo col passare del tempo? _______________________________________________

_________________________________________________________________________________

Hai potuto udire qualcosa? _______________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Illustra ciò che accade, come cambia nel tempo e come lo spieghi ________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Puoi concludere che: _____________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Concludiamo insieme: ____________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SCHEDA A2. L’ELASTICO, IL DIAPASON ED IL CAMPANELLO

Dopo aver preso l’elastico lo tendiamo ai due estremi.Quindi lo prendiamo fra pollice ed indice e tiriamo leg-germente verso di noi, infine lo lasciamo andare.

Una volta lasciato andare, cosa fa l’elastico?❐ rimane fermo❐ inizia a vibrare.

Una volta lasciato andare l’elastico pensi di:❐ udire un suono❐ non udire nulla

Se hai risposto “udire un suono”, che cosa lo produce? _________________________________

_________________________________________________________________________________

Proviamo. Come si è comportato l’elastico?___________________________________________

_________________________________________________________________________________

Hai potuto udire un suono? ________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Da che cosa è stato prodotto? ______________________________________________________

Prendiamo il diapason, e dopo aver colpito rebbi sultavolo avviciniamolo all’orecchio.Poi prendiamo il campanello e agitiamolo in modo cheil batacchio colpisca il metallo.

Come pensi che si comporti il diapason? ___________

____________________________________________

Come pensi che si comporti il campanello? _________

____________________________________________

Proviamo. Con il diapason è successo quello che avevi previsto? ❐ SI ❐ NO

Spiega. ________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Con il campanello è successo quello che avevi previsto? ❐ SI ❐ NO

Spiega. ________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SCHEDA A3. L’ASCIUGAMANO ED IL PENDOLO

Prendiamo l’asciugamano ed agitiamolo.Pensi di poter udire qualcosa mentre l’asciugamanooscilla? ______________________________________

____________________________________________

____________________________________________

Proviamo. È successo quello che avevi previsto?❐ SI ❐ NO

Spiega. ______________________________________

____________________________________________

____________________________________________

Prendiamo il pendolo e facciamolo oscillare da unaparte e dall’altra.

Prevedi di udire un suono durante il suo movimento?

____________________________________________

____________________________________________

È successo quello che avevi previsto? ❐ SI ❐ NO

Spiega. ______________________________________

____________________________________________

Cosa puoi concludere? __________________________

____________________________________________

____________________________________________

____________________________________________

Concludiamo insieme ripensando agli esperimenti fin qui svolti:

_______________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SCHEDA A4. L’ALTEZZA DEI SUONI

Mettiamo in fila, dalla più grande alla più piccola, lelamine metalliche. Teniamo premuta un’estremità altavolo mentre l’altra la facciamo oscillare.

Ti aspetti che:❐ i suoni siano tutti uguali tra loro ❐ i suoni siano tutti diversi tra loro

Se hai risposto “suoni diversi” prevedi che:❐ la lamina più grande produca un suono più basso e la lamina piccola un suono più alto❐ la lamina più grande produca un suono più alto e la lamina più piccola un suono più basso

Proviamo. Che suono ha prodotto la lamina grande? ____________________________________

_________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Che suono ha prodotto la lamina piccola? _______________________________________________

_________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Prendiamo una serie di canne di bambù di diversa lun-ghezza e soffiamoci dentro.

La canna di bambù più corta produce:❐ un suono alto❐ un suono basso

La canna di bambù più lunga produce:❐ un suono alto❐ un suono basso

Proviamo. La canna di bambù più corta ha prodotto un suono ___________________________

_________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

La canna di bambù più lunga ha prodotto un suono ____________________________________

_________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

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49

Mettiamo in fila sul tavolo, dal più grande al più pic-colo, alcuni barattoli di plastica e colpiamoli con unamatita in modo che si produca un suono.

Ti aspetti che il barattolo piccolo produca:❐ un suono alto, acuto❐ un suono basso, graveTi aspetti che il barattolo grande produca:❐ un suono alto, acuto❐ un suono basso, grave

Proviamo. Il barattolo più piccolo ha prodotto un suono _________________________________

_________________________________________________________________________________

Il barattolo più grande ha prodotto un suono __________________________________________

_________________________________________________________________________________

Cosa puoi concludere ripensando a queste tre esperienze? _______________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________


_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SCHEDA A5. L’INTENSITÀ DEI SUONI

Prendiamo la lamina metallica, blocchiamo un’estremità al tavolo quindi abbassiamo di alcunicentimetri l’estremità libera e poi lasciamola andare.Ripetiamo il procedimento, questa volta spostando di un solo centimetro verso il basso la lamina.

Ti aspetti di udire:❐ due suoni uguali❐ due suoni diversi

Il secondo suono, rispetto al primo, è:❐ più forte ❐ meno forte❐ di uguale intensità

Proviamo. Il primo suono è risultato __________________ rispetto al secondo. Il secondo suono

è risultato _______________ rispetto al primo.

Ora, perpendicolarmente alla stecca, fissiamo con del nastro adesivo un pennarello e appendia-mo sul muro un foglio bianco. Appoggiamo la lamina sul banco e avviciniamo il banco al muro inmodo che il pennarello possa lasciare un segno sul foglio.Ora ripetiamo l’esperimento precedente.

Ti aspetti che i segni lasciati dal pennarello siano:❐ uguali❐ diversi

Il secondo segno, rispetto al primo, è:❐ più lungo (ha un’ampiezza maggiore)❐ meno lungo (ha un’ampiezza minore)❐ di uguale ampiezza

Proviamo. Il primo segno è _______________ del secondo. Il secondo segno è ______________________ del primo.

Cosa puoi concludere? ____________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Concludiamo insieme: ______________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SEZIONE B. LA PROPAGAZIONE DEL SUONO

In questa sezione si studiano i mezzi in cui viaggia il suono, la velocità di propagazione, la rifles-sione e la natura del suono.

SCHEDA B1. IL SUONO NON VIAGGIA NEL ______________________

Prendiamo in mano il barattolo di vetro con la campanellaattaccata sul fondo e scuotiamolo in modo da far suonarela campanella. Con la macchina per il sottovuoto togliamol’aria che c’è nel vaso. Ora scuotiamo di nuovo il barattoloe proviamo ad ascoltare il suono della campanella.

Nella prima situazione, vaso con aria, prevedi di:❐ udire il suono della campanella❐ non udire il suono della campanella

Nel secondo caso, vaso senza l’aria, prevedi di:❐ udire il suono della campanella❐ non udire il suono della campanella

Il suono della campanella che si trova nel barattolo senza l’aria, se per caso si sente, è❐ uguale❐ più forte ❐ più debole del suono della campanella che si trova nel barattolo con l’aria.

Perché? _______________________________________________________________________

Spiega le tue previsioni. ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Proviamo. L’esperimento ha confermato la tua previsione? ❐ SI ❐ NO

Riporta i risultati nella tabella seguente.

Cosa puoi concludere? ___________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________


_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SCHEDA B2. IL SUONO VIAGGIA NELL’ _________________

Appoggiamo il tamburo sul tavolo e mettiamo sulla mem-brana alcuni semini neri. Prendiamo in mano il coperchiodi pentola e colpiamolo col mestolo non lontano dal tam-buro. Osserviamo ciò che accade ai semini.

Come si comporteranno i semini?❐ rimangono fermi❐ si muovono

Come si comporterà la membrana del tamburo?❐ inizia a vibrare❐ rimane ferma

Proviamo. Come spieghi ciò che osservi? _____________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Che cosa fa:

• il mestolo che batte sul coperchio __________________________________________________

• l’aria _________________________________________________________________________

• la membrana del tamburo _______________________________________________________

• il tuo orecchio _________________________________________________________________


_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________


_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

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SCHEDA B3. IL SUONO SI PROPAGA NEI SOLIDI _______________________

Prendiamo i due barattoli collegati con lo spago. Uno divoi avvicina un barattolo all’orecchio mentre un altro loavvicina alla bocca e pronuncia una parola nel barattolo.Successivamente un terzo alunno stringe tra le dita lospago mentre la comunicazione è in corso.Ripetiamo l’esperimento con i due barattoli non collegatidallo spago e confrontiamo le due esperienze.

Nella prima situazione, barattoli collegati con lo spago,prevedi che il bambino che ha avvicinato il barattolo all’orecchio:❐ senta la parola del compagno❐ non senta nulla

Quando il compagno ha stretto tra le dita lo spago, il bambino con il barattolo vicino all’orecchio:❐ sente la parola del compagno uguale a prima ❐ non sente nulla❐ sente la parola del compagno più debole.

Il bambino che stringe lo spago:❐ non percepisce nulla

❐ percepisce qualcosa nello spago, cosa? Spiega. _______________________________________

_______________________________________________________________________________

Pensi che lo spago:❐ trasporti le vibrazioni❐ non trasporti nulla

❐ altro. Spiega. __________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Nella seconda situazione, barattoli non collegati, prevedi che il bambino che ha avvicinato ilbarattolo all’orecchio:

❐ senta la parola del compagno❐ non senta nulla

Proviamo. Nel primo caso, barattoli collegati con lo spago, la parola è giunta fino all’altro capo

del telefono? ____________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Che cosa è successo quando il filo è stato stretto tra le dita? ____________________________

______________________________________________________________________________

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Che cosa avete percepito quando avete tenuto lo spago fra le dita? _____________________________________________________________________________________________________

Che cosa avete percepito tenendo in mano i barattoli mentre si parlava? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cosa puoi concludere? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Concludiamo insieme: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

SCHEDA B4. IL SUONO SI PROPAGA NEI ___________________

Appoggiamo sul tavolo la bacinella con dentro l’acqua. Pren-diamo il diapason, colpiamo i rebbi sul tavolo ed immergia-molo subito nell’acqua.

Nell’acqua:❐ non accadrà nulla ❐ si formeranno degli spruzzi

Proviamo.Le tue previsioni sono state confermate? ❐ SI ❐ NOSpiega perché. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cosa osservi, come lo spieghi? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ripensando alle diverse esperienze svolte1. campanella nel barattolo con aria e senz’aria2. semini che rimbalzano sul tamburo3. barattoli collegati con lo spago4. diapason immerso nell’acquacome possiamo spiegare la formazione e la propagazione del suono?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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SCHEDA B5. LA VELOCITÀ DEL SUONO

Nel vecchio West, gli indiani usavano un accorgimento per scoprire in anticipo se arrivavano i sol-dati inglesi a cavallo: appoggiavano le mani e l’orecchio a terra e si mettevano in ascolto.Più tardi, quando nel West vivevano banditi e sceriffi e la ferrovia collegava ormai tutto il paese,i ladri che assalivano i treni carichi di merci e denaro adottarono lo stesso accorgimento degliindiani per sapere in anticipo se il treno era in arrivo: essi appoggiavano le mani e l’orecchio sullerotaie e in questo modo si accorgevano subito se il treno stava arrivando oppure no.

Che cosa percepivano gli uomini appoggiandosi per terra o sulle rotaie?❐ nulla❐ il suono e le vibrazioni prodotte dai cavalli e dai treni❐ il nitrito dei cavalli ed il fischio dei treni

Perché non si mettevano semplicemente in ascolto per cercare di udire i suoni nell’aria?❐ si sarebbero accorti troppo tardi dell’arrivo dei soldati o del treno❐ non si sarebbero accorti del loro arrivo❐ si sarebbero accorti troppo in anticipo.

Che cosa pensi che accada nell’aria?❐ il suono viaggia allo stesso modo in aria, nella terra, nelle rotaie❐ il suono nell’aria viaggia più lentamente e incontra un maggior numero di ostacoli❐ il suono viaggia più velocemente in aria che nella terra o nelle rotaieSpiega la tua risposta ___________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ora batto un colpo con le nocche della mano sul tavolo. E subi-to dopo batto di nuovo, questa volta mentre appoggiate l’orec-chio sul tavolo.

Pensi di percepire meglio:❐ il primo colpo❐ il secondo colpo quando hai l’orecchio appoggiato al banco

Con il secondo colpo il suono è arrivato fino a te viaggiandoattraverso ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(È possibile provare anche con l’acqua: quando fate il bagnobattete con le nocche sulla vasca tenendo la testa fuori dal-l’acqua. Subito dopo battete di nuovo le nocche sulla vasca conle orecchie immerse in acqua.)

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Il materiale:❐ influisce sulla propagazione delle onde sonore❐ non influisce

Proviamo con materiali diversi. Le tue previsioni sono state confermate? ❐ SI ❐ NO

Spiega. ________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Racconta la tua esperienza a parole e con disegni

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________


______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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SEZIONE C. RILEVATORI DI SUONI

In questa sezione si studia come viene rilevato un suono.

SCHEDA C1. STRUMENTI CHE RILEVANO SUONI

Prevedi che i granelli di sabbia reagiscano al suono dellamusica? ❐ SI ❐ NO

Se sì come? ___________________________________

_______________________________________________

Proviamo. Come si sono comportati i granelli di sabbia?

_______________________________________________

_______________________________________________


_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Concludiamo insieme: _____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Prendiamo due diapason e poniamoli ad una certa distan-za l’uno dall’altro (pochi metri).Facciamo vibrare il primo diapason battendolo sul tavolo.Avviciniamo poi l’orecchio al secondo diapason.

Prevedi che:❐ non accada nulla ❐ il secondo diapason inizi a vibrare producendo un suono

Proviamo. I risultati hanno confermato la tua ipotesi? ❐ SI ❐ NO

Come si è comportato il secondo diapason? ___________________________________________

______________________________________________________________________________


______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________


______________________________________________________________________________

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SCHEDA C2. ALLA SCOPERTA DELL’ORECCHIO UMANO

Accendiamo la radio e ascoltiamo la musica per qualche secondo. Poi mettiamo le mani a coppadietro alle orecchie.

Tra la prima e la seconda situazione prevedi:

❐ che non ci sia alcuna differenza

❐ di sentire meglio senza le mani

❐ di sentire meglio con le mani dietro alle orecchie

Proviamo. Cos’è successo?_________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Ora ascoltiamo di nuovo la musica per qualche secondo, poi copriamo i padiglioni auricolari conle mani.

Tra la prima e la seconda situazione prevedi:❐ che non ci sia alcuna differenza

❐ di sentire meglio senza le mani

❐ di sentire meglio con i padiglioni auricolari coperti

Proviamo. Cos’è successo?_________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Cosa puoi concludere dopo queste due esperienze? _____________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________


______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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Prendiamo un imbuto,colleghiamo ad esso un tuboed in fondo a questo fissiamo un pezzetto del guan-to in lattice.Possiamo paragonare l’imbuto al nostro orecchioesterno: la parte più ampia corrisponde al padiglio-ne auricolare, il pezzetto allungato al condotto udi-tivo esterno e la membrana in lattice corrispondealla membrana del timpano.Mettiamo alcuni granelli di zucchero sulla membra-na dell’imbuto e sotto la parte più larga producia-mo un suono con due pennarelli.

I granelli di zucchero:❐ reagiscono al suono saltellando❐ non si muovono

Proviamo. Come si sono comportati i granelli? ________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________


______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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SEZIONE D. LA PRESSIONE

In questa sezione si studia la caratteristica dell’aria di essere un mezzo elastico attraverso l’ap-profondimento del concetto di pressione.

SCHEDA D1. UNA FORZA DISTRIBUITA SU UNA SUPERFICIE

Prendiamo la pasta per la pizza e, dopo averla stesa, appoggiamo sopra la mattonella prima ver-ticalmente e poi orizzontalmente.

Ti aspetti che la mattonella lasci un segno:❐ uguale nelle due situazioni❐ più profondo quando la mattonella è posta orizzontalmente❐ più profondo quando la mattonella è posta verticalmente

Perché? ________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Proviamo. La tua ipotesi è stata confermata? ❐ SI ❐ NO

Cosa hai osservato? Come lo spieghi? _______________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________


______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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SCHEDA D2. LA PRESSIONE IN UN LIQUIDO

Prendiamo una bottiglia di plastica sulla quale sono statiprodotti tutt’intorno alcuni fori alla stessa altezza.Riempiamola d’acqua e osserviamo cosa accade.

Cosa ti aspetti che accada? _______________________

______________________________________________

______________________________________________

______________________________________________

Perché? _______________________________________

______________________________________________

Proviamo. La tua previsione è stata confermata?❐ SI ❐ NO

Che cosa osservi? ________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Come lo spieghi? ________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Prendiamo la bottiglietta di plastica sulla quale sonostati fatti alcuni fori, uno sotto l’altro. Riempiamo labottiglia d’acqua e stringiamola.

Ti aspetti che l’acqua:❐ esca da tutti i fori❐ non esca dai fori❐ esca solo da alcuni fori: quali? __________________

Se l’acqua esce dai fori:❐ gli zampilli sono uguali per tutti i fori❐ gli zampilli sono diversi

Proviamo.Schiacciando la bottiglia l’acqua _______________________ dai fori. Gli zampilli sono _______________________________.

Spiega. ________________________________________________________________________

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Prendiamo il tubo di plastica che è stato chiuso alle estre-mità con due pezzetti di lattice e riempito d’acqua.Schiacciamo una delle estremità ed osserviamo l’altra.

Il guanto all’estremità che non viene schiacciata:❐ non si muove❐ si gonfia verso l’esterno❐ rientra verso l’interno

Proviamo. La tua previsione è stata confermata? ❐ SI ❐ NO

Cosa hai potuto osservare? Come lo spieghi? __________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Ripensando agli esperimenti svolti 1. palloncino riempito d’acqua e bucato2. bottiglia con i fori riempita d’acqua3. tubo di plastica

Cosa possiamo concludere? ________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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SCHEDA D3. LA PRESSIONE E L’ARIA.

Prendiamo una siringa, riempiamola d’acqua e tirando ilpistone verso l’esterno facciamo entrare un po’ d’aria.Ora tappiamo col dito il foro e poi schiacciamo il pisto-ne verso il basso osservando la bolla d’aria. Successiva-mente tiriamo il pistone verso l’esterno e osserviamoancora la bolla.

Nella prima situazione ti aspetti che la bolla:❐ diventi più grande❐ diventi più piccola❐ rimanga uguale

Nel secondo caso ti aspetti che la bolla:❐ diventi più grande❐ diventi più piccola❐ rimanga uguale

Proviamo. Le tue ipotesi sono state confermate?❐ SI❐ NO❐ solo per il primo caso ❐ solo per il secondo caso

Come si è comportata la bolla d’aria schiacciando il pistone? ____________________________

______________________________________________________________________________

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_______________________________________________________________________________

Come si è comportata la bolla d’aria tirando il pistone verso l’esterno? _____________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

Concludiamo insieme:_____________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

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❐ si deformi❐ si sposti verso il foro❐ si sposti verso lo stantuffo

❐ si deformi❐ si sposti verso il foro❐ si sposti verso lo stantuffo

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Prendiamo un palloncino e gonfiamolo d’aria.Teniamolo fermo e con la mano battiamo sopra il pal-loncino.

Quando batto, il palloncino:

❐ rimane fermo

❐ si allarga

❐ si restringe

Motiva la tua risposta. ___________________________

_______________________________________________________________________________

Quando tolgo la mano, il palloncino:

❐ torna alla posizione iniziale ❐ rimane fermo


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Che cosa succede all’aria circostante il palloncino, cioè all’aria che si trova vicino al palloncino?

_______________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Proviamo. Che cosa fa:

1. il palloncino __________________________________________________________________

2. l’aria ________________________________________________________________________


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Racconta alcune tue esperienze simili, a parole e con disegni

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SEZIONE E. LE ONDE SONORE

In questa sezione si studia la natura ondulatoria del suono.

SCHEDA E1. IL TUBO DI KUNDT

Prendiamo un tubo di vetro o di plastica trasparente con all’interno polvere di sughero. Utilizzandoun mestolo ed un coperchio di pentola produciamo un suono vicino al tubo ed osserviamo la polvere.

Come si comporta la polvere?❐ non si muove❐ si sposta

Perché? ________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

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Se hai risposto “si sposta”, come si dispone la polvere:❐ si ammucchia tutta da una parte❐ forma diversi mucchietti❐ altro ________________________________________________________________________

Spiega. ________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Proviamo. L’esperimento ha confermato la tua previsione? ❐ SI ❐ NO

Come si è disposta la polvere? _____________________________________________________

______________________________________________________________________________

Perché?_______________________________________________________________________

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Che cosa fa l’aria? _______________________________________________________________

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SCHEDA E2. LE MOLLE E LE ONDE DI COMPRESSIONE

Tendiamo la molla alle due estremità, orizzontalmente.In prossimità di una estremità ravviciniamo alcune spiree poi lasciamole andare.

Cosa ti aspetti che viaggi?❐ la molla❐ il restringimento delle spire, l’impulso

Le spire:❐ si spostano per un momento e poi tornano alla loro posizione iniziale❐ si allontanano e non tornano alla loro posizione iniziale

Proviamo. Le tue previsioni sono state confermate? ❐ SI ❐ NO

Che cosa hai osservato? ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Come lo spieghi? ________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Prendiamo due molle di diversa grandezza ed uniamoleintrecciando le spire. Ripetiamo l’esperimento precedente.

Ti aspetti che l’impulso (il restringimento delle spire):❐ viaggi allo stesso modo lungo le due molle❐ viaggi ad una velocità diversa lungo le due molle.

Proviamo. Che cosa hai osservato? __________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Come lo spieghi? ________________________________________________________________

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Ripensando alle due esperienze con le molle, concludiamo insieme: ________________________

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Ora giocate voi a fare la molla.

1. Mettetevi in riga, il capofila pensi un messaggio verbale che a partire da lui dovrà propagarsifino all’ultimo componente della riga senza che nessuno di voi si sposti dalla propria posizione.Ti aspetti che il messaggio si propaghi dal primo all’ultimo della riga? ❐ SI ❐ NO

2. Ora il messaggio che propagherete dovrà essere un movimento. Accordatevi per fare ciascunociò che fa il compagno precedente all’istante precedente in modo che lo stesso movimento si pro-paghi dal primo all’ultimo componente della riga. Non dovete spostarvi dal punto in cui vi trova-te, potete spostarvi solo momentaneamente dalla vostra posizione di equilibrio.

Ti aspetti che il messaggio si propaghi dal primo all’ultimo della riga? ❐ SI ❐ NOChe cos’è che si sposta?❐ il mezzo (la catena costituita da voi bambini)❐ l’impulso

3. Ripetete l’esperimento precedente ma questa volta cronometriamo quanto tempo impiega l’im-pulso a propagarsi dal primo all’ultimo componente della riga. Una volta misurato il tempo ripe-tete l’esperimento prima allungando la riga, cioè distanziandovi maggiormente l’uno dall’altro,poi accorciando la riga, cioè avvicinandovi l’uno all’altro.

Ti aspetti che l’impulso viaggi:❐ più velocemente quando siete più distanziati❐ più velocemente quando siete vicini l’uno all’altro❐ impiegando sempre lo stesso tempo

Situazione 1Il messaggio verbale si è propagato dal primo all’ultimo della riga? ❐ SI ❐ NOAffinché il messaggio giungesse dal primo all’ultimo componente della riga è stato necessarioqualche spostamento dalla posizione in cui ciascuno di voi si trovava? Ad esempio il primo della riga si è spostato fino a raggiungere l’ultimo compagno per riferirgli ilmessaggio? ❐ SI ❐ NO

Come lo spieghi? ________________________________________________________________

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______________________________________________________________________________

Che cosa si è spostato, che cosa si è propagato?❐ il mezzo (cioè voi)❐ il messaggio

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Situazione 2

In questo caso ciò che si propaga non è più un messaggio verbale ma è un ___________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________L’impulso si è propagato dal primo all’ultimo della riga? ❐ SI ❐ NO

Come lo spieghi? ________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Ripensa all’esperimento del tamburo coi semini.Cosa fa l’aria? Le molecole d’aria❐ si spostano dal punto in cui si trova il mestolo fino alla membrana del tamburo❐ oscillano avanti e indietro, come voi bambini e come le spire della molla, trasportando l’im-

pulso.

Situazione 3L’impulso si è propagato alla stessa velocità nei tre casi? ❐ SI ❐ NO

L’impulso si è propagato più velocemente quando ______________________________________

______________________________________________________________________________

L’impulso si è propagato più lentamente quando _______________________________________

______________________________________________________________________________Possiamo paragonare queste tre situazioni al suono che viaggia con velocità diverse nei diversimezzi:- nei solidi le cui molecole sono molto vicine il suono viaggia ______________________________- nei liquidi dove le molecole non sono tanto vicine il suono viaggia _________________________- in aria dove le molecole sono molto distanziate il suono viaggia __________________________

Ripensiamo ai diversi esperimenti:- tubo di Kundt- molla - giocoe concludiamo insieme riferendoci al comportamento dell’aria quando viene prodotto un suono:(Nel riquadro disegna con puntini cosa pensi succeda all’aria)

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SCHEDA E3. LE ONDE SONORE SI PROPAGANO IN TUTTE LE DIREZIONI

Al centro del cerchio formato da voi mettiamouna radio.Se l’accendiamo prevedi che la musica:❐ viaggi in tutte le direzioni e raggiunga tutti voi❐ non viaggi in tutte le direzioni

e raggiunga solo qualcuno di voi

Illustra nel disegno qui accanto come viaggiala musica secondo te.

Facciamolo.

La musica ha raggiunto tutti voi? ❐ SI ❐ NO

Perché? _________________________________

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________________________________________

________________________________________

Illustra nel disegno qui accanto come viaggia lamusica.

Cosa puoi concludere? _____________________

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pag. 3 PRESENTAZIONE

pag. 5 LA PROPOSTA DIDATTICA

pag. 5 INTRODUZIONE

pag. 5 IMPOSTAZIONE

pag. 6 APPROCCIO

pag. 6 STRATEGIA

pag. 6 METODOLOGIA

pag. 7 IL PERCORSO DIDATTICO

pag. 11 MAPPA CONCETTUALE DEI CONTENUTI

pag. 13 BIBLIOGRAFIA

pag. 15 GLI ESPERIMENTI

pag. 17 E1) l’oscillazione della lamina metallica

pag. 17 E2) l’oscillazione della risma di fogli

pag. 18 E3) l’elastico vibrante

pag. 18 E4) il diapason

pag. 18 E5) il campanello

pag. 19 E6) l’asciugamano

pag. 19 E7) il pendolo

pag. 19 E8) musica con le lamine metalliche

pag. 20 E9) musica con le canne di bambù

pag. 20 E10) musica con i barattoli

pag. 21 E11) l’intensità del suono

pag. 21 E12) la campanella sottovuoto

pag. 22 E13) la propagazione del suono nell’aria

pag. 23 E14) il telefono con lo spago

pag. 23 E15) il diapason nell’acqua

pag. 24 E16) ascoltare con l’orecchio appoggiato al tavolo

pag. 24 E17) i semi sul tamburo

pag. 25 E18) i due diapason

pag. 25 E19) il padiglione auricolare

pag. 25 E20) l’imbuto

pag. 26 E21) la mattonellla sulla pasta di sale

pag. 26 E22) la bottiglia con i fori tutti alla stessa altezza

pag. 27 E23) la bottiglia con i fori allineati in verticale

pag. 27 E24) il tubo d’acqua

pag. 28 E25) la bolla d’aria nella siringa piena d’acqua

pag. 28 E26) il palloncino gonfiato d’aria

pag. 29 E27) il tubo di Kundt

pag. 29 E28) l’impulso lungo la molla

pag. 30 E29) l’impulso lungo due molle di dimensione diversa

pag. 30 E30) l’impulso lungo una fila formata dai bambini

indice

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pag. 30 E31) la velocità dell’impulso lungo una fila di bambini

pag. 31 E32) ascoltando la musica

pag. 33 GLI STRUMENTI DIDATTICI

pag. 35 Test d’ingresso e d’uscita

pag. 41 SCHEDE PER STUDENTI

pag. 43 Sezione A: Le sorgenti sonore

pag. 51 Sezione B: La propagazione del suono

pag. 57 Sezione C: Rilevatori di suoni

pag. 60 Sezione D: La pressione

pag. 65 Sezione E: Le onde sonore

Suono p72 23-06-2007 17:29 Pagina 72

esplorare per interpretare nella scuola primaria il suonostefanel/suono/2006-17.pdf · unità di...

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