Razzi per bambini (ma non solo!)

Qui trovate una selezione curata di risorse pensate per fungere da spunto per le vostre lezioni, esplorazioni e sperimentazioni in classe. È stata realizzata nell’ambito di ESERO Italia, il programma educativo congiunto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e della European Space Agency (ESA).

Nella preparazione di un incontro di lavoro con insegnanti della primaria dedicato ai razzi, a come costruirli e lanciarli, ho cercato siti e video che fossero di aiuto. Propongo di seguito quelli che mi sono serviti più da riferimento: c'è una quantità davvero grande di siti e video dedicati all'argomento.

I razzi di carta più semplici sono descritti in questo video:

Paper Rockets - STEM Activity

Possiamo cercare di capire come lanciare il razzo il più lontano o il più in alto possibile. Come realizzare la punta? Quante alette attaccare e di quale forma? Soffiamo piano o forte? Quale inclinazione diamo alla cannuccia?

Si può realizzare un lanciatore un po' più potente con una bottiglia di plastica, come viene mostrato nel primo e nel secondo video di questa serie di tre:
Air Powered Rockets Part 1: Easy Stomp Rocket Launcher

Air Powered Rockets Part 2: Three Easy Launchers

Air Powered Rockets Part 3: Easy Paper and Plastic Bottle Rockets

e nel video seguente, in cui viene costruita una specie di rampa di lancio

Paper Rockets for Under Five Dollars (Physics)  

ESERO propone lo stesso tipo di attività in Costruisci e lancia il tuo razzo, Science World propone una serie di attività sui razzi in Rockets.
Entrambi propongono anche un sistema più chimico per lanciare un razzo, ecco il video da Science World

https://youtu.be/6V0Is9O3uAo

Passiamo a una situazione diversa: i razzi ad acqua, la nostra esperienza al museo

Volendo esagerare possiamo prendere spunto da The Spangler Effect - Water Rocket Season 02 Episode 17

Uno sviluppo dell'attività consiste nel pensare che il razzo o qualche sua parte deve pur atterrare: per posarsi dolcemente al suolo può usare dei razzi, ma in modo più classico può usare uno o più paracadute.

Una bella attività di esplorazione sul comportamento dei paracadute è descritta in 
Parachute Plummet , in stile Institute of Inquiry

Non sono solo i paracadute a salvare un oggetto in caduta. Immaginiamoci altri sistemi e salviamo un uovo!

ESERO propone lo stesso tipo di attività con una descrizione più strutturata in Eggnaut

Volendo invece realizzare un modellino seguiamo le istruzioni dei colleghi francesi di ESERO  per Construire une fusée Ariane 5.

Questa attività sui razzi fa parte di una serie di incontri con insegnanti nell'ambito di ESERO Italia, la componente italiana del progetto europeo ESERO, da seguire!

Il volo del falco e la spirale logaritmica

Nel vecchio post A spirale con lo specchio riportavo un sistema per disegnare una spirale logaritmica usando uno specchietto.

Ho applicato lo stesso sistema su una scala leggermente più grande, cercando di simulare la traiettoria del volo di un falco che punta la sua preda.

Falco pellegrino

archivio fotografico della Associazione Parus

Trasformiamoci in falchi che puntano la loro preda. Il falco veleggia e deve mantenere costante l'assetto di volo. Ruotare la testa altera l'assetto, quindi cerca di tenerla ferma. Gli occhi sono a lato della testa. Quando punta la preda la tiene costantemente nella stessa direzione di vista.

Ci serve uno specchietto su cui disegniamo un segmento verticale. In effetti abbiamo semplicemente messo un elastico a cavallo dello specchietto.

Lo specchietto con l'elastico ci fa da mirino.
Uno stativo rappresenta la posizione della nostra preda.

Teniamo davanti al volto lo specchietto, le braccia aderenti al torace.

Ruotiamoci leggermente finchè l'immagine dello stativo che vediamo nello specchietto coincide con l'elastico. Teniamo sempre le braccia aderenti al torace.

Facciamo un piccolo passo nella direzione dell'immagine dello stativo; dopo il passo immagine ed elastico non coincidono più, ruotiamoci fino a farli coincidere di nuovo, facciamo un nuovo passo e così via.

La sequenza dei passi disegna una curva molto simile a una spirale logaritmica.

Anche molti insetti agiscono in modo simile. Volano tenendo costante l'angolo con la direzione del sole o della luna: in questo modo viaggiano in linea retta. Ma se la fonte luminosa è una lampada allora volano a spirale contro la lampada.
(vedi Logarithmic spiral,  su wikipedia).

Le immagini qui sopra mostrano che abbiamo ottenuto una spirale che ci porta verso la preda. Se cambiamo l'angolo che lo specchio forma con il nostro volto potremo ottenere una spirale che si apre, cioè ci allontana dallo stativo.

In rotazione

Sto pensando alle attività da proporre durante i corsi per insegnanti che si svolgeranno in estate (http://www.museoscienza.org/scuole/corsiFormazione.asp) e naturalmente in questa fase butto sul tavolo tutto quel che mi viene in mente o trovo in giro nella rete, per analizzarlo poi con calma e scegliere quel che è più efficace e divertente.
Da sempre mi affascina la rotazione delle cose e vorrei che facesse parte dei corsi. Ho ritrovato due fenomeni proprio belli. 

Physics of toys- Cup Flyers // Homemade Science with Bruce Yeany

Toy Physics - Looping Pendulum /// Homemade Science with Bruce Yeany

Avevo visto lo stesso fenomeno per la prima volta nel sito di Steve Spangler, The Unbelievable Pendulum Catch, ma Bruce Yeany crea situazioni divertenti.

Non conoscevo Bruce Yeany, ho visto che ha realizzato una consistente serie di video che mi guarderò con calma e attenzione.

Wind tubes, ovvero i tubi del vento

I tubi del vento sono una di quelle attività, divertentissime e allo stesso tempo ricchissime di spunti, che abbiamo visto presso il Tinkering Studio di San Francisco e che abbiamo riproposto qui al nostro museo durante i giorni di festa dello scorso aprile.
Come tutte le attività del Tinkering Studio anche questa tende ad essere piuttosto svincolata da una guida che istruisce su cosa fare, ma è focalizzata affinché l'utente esplori più o meno autonomamente quanto gli è dato a disposizione.
Un sacco di bambini, ma anche tanti genitori, hanno esplorato forme e materiali che permettessero alle loro creazioni di volare o galleggiare spinti dal flusso d'aria generato dai nostri ventilatori dentro questi bei tuboni di plexiglass.

Gli oggetti volanti affascinano ed incantano quasi quanto le bolle di sapone, c'è qualcosa di magico in tutto ciò che si libra in aria e questo ha stimolato centinaia di visitatori a costruire incollando bicchieri di carta, fogli, palline da ping pong, buste di plastica e quant'altro avessero a disposizione per poi provare a farli volare dentro questi fantastici tubi.

officina del volo

a fine novembre abbiamo riaperto per un week end l'Officina del volo con alcune novità.
Abbiamo migliorato la selezione dei materiali per la decorazione dei velivoli aggiungendo  tutte cose leggere.

piume di diverse dimensioni e coloratissime

 

scovolini da pipa, con anima di metallo, facilmente piegabili

carta di alluminio per dare all'aereo un'aria di maggior robustezza

 paiettes, nastri per i pacchetti, glitter

Abbiamo fornito ai visitatori dei blocchettini di alluminio o plastica per aiutarsi a ripassare le pieghe effettuate...utilissimi

Ecco una piccola galleria di modelli tutti volanti..ovviamente...

Officina del volo

Giovedì e venerdì il museo è rimasto aperto tutto il giorno con orario lungo ( 9.30-18.30 ) come di sabato e domenica in occasione della festa di Ognissanti ( 1 novembre ) e di tutti i morti ( 2 novembre ). Il programma delle attività per il pubblico è stato molto fitto ( meno male perché sono entrate in museo più di 2000 persone al giorno ) e vario. In questa occasione ho provato un'attività sul tema del volo, argomento che da sempre affascina adulti, bambini, nonni e ragazzi.

Ho proposto di lavorare con aeroplanini di carta i cosiddetti aerogami. Gli aeroplanini di carta piacciono a tutti, sia costruirli che lanciarli, e danno la possibilità di fare molte considerazioni sulle cose che influiscono nel volo come ad esempio il peso, la simmetria, le proporzioni, l'angolazione della ali, il tipo di lancio, eccetera eccetera. Sembra che fin dagli anni '30 del 900, gli ingegneri aeronautici abbiano usato aeroplanini di carta come prova, così da poter scoprire nuove idee per far volare gli aerei veri!

Così è nata "Officina del Volo", uno spazio dove costruire, lanciare, controllare e mettere a punto il proprio oggetto volante.
 Insieme a me ha lavorato Michela, preziosissima per i suoi consigli, la sua precisione, le sue considerazioni da laureata in fisica quale io non sono e la sua esperienza in quasi tutti i laboratori del museo e con pubblici di ogni età.

Questa attività si è svolta all'interno del padiglione aereo-navale dove c'è uno spazio abbastanza grande ( 15 x 11  metri) per sistemare tavoli dove costruire e un'area di lancio dove provare il proprio modellino.




 All'interno dell'officina siamo riuscite a ospitare 25 ( max 30 persone ) contemporaneamente; l'attività è stata a ciclo continuo, ciò significa che l'officina era sempre aperta (tranne per la pausa pranzo) e che i visitatori una volta entrati potevano decidere liberamente quanto rimanere.

Ad ogni gruppo che entrava presentavamo lo spazio e chiedevamo di sedersi ai tavoli  per provare a costruire liberamente con i materiali a disposizione  un aeroplanino.

Una volta costruito avevano inizio le prove di volo...e qui entravamo in scena io e Michela che con pochi consigli guidavamo le persone all'osservazione e alla messa a punto del proprio aeroplanino perché riuscisse a volare senza avvitarsi, senza schiantarsi a terra dopo pochi metri e riuscisse a cambiare direzione o a compiere altre evoluzioni in aria.


In questa foto si vedono i materiali a disposizione: fogli A4, forbici, colla, scotch,pinzatrici, matite, pennarelli, piumette, bottoni, stecchette di legno, cannucce, carta crespa e blocchetti di alluminio per aiutarsi a realizzare le pieghe più difficili.Ci siamo ben presto accorte che è necessario fare una selezione del materiale molto più accurata.

E' stato sorprendente vedere come una richiesta all'apparenza semplice e banale ( io pensavo che un aereo di carta lo sapessero fare tutti )  abbia messo in difficoltà tante persone. Per andare in aiuto di questi visitatori, abbiamo aggiunto ai materiali sui tavoli alcuni modelli molto semplici fatti da noi, che potevano essere copiati, studiati nelle pieghe e poi rifatti e volendo decorati ed, altri modelli che suscitassero curiosità.

                                                                                                

 

 Superati i primi indugi, arresi al fatto che nessuno avrebbe insegnato loro a realizzare aerei di carta, i visitatori si sono messi in gioco riuscendo quasi tutti a realizzare qualcosa in grado di volare.




 Ecco alcuni esempi:

aerei di famiglia                                                                                          3 in 1

       

con la coda

                                                       

          

    il preferito dai 25 ai 45 anni                                                                    la colomba

il semplice                                                                      
                                                                                                                  il preciso








                                       
cilindro col tutù                                                                        felice svolazzante

          

                           




                                              con alettoni e stabilizzatori per il controllo di volo

 

La fase di lancio è stata quella che ci ha coinvolto di più nella relazione coi visitatori ed è stata anche quella più divertente per me; quasi tutti gli aeroplanini al primo lancio si son schiantati a terra, tutti hanno dovuto fare delle modifiche e ogni modellino aveva i suoi problemi specifici legati sia alla forma che al modo di lanciare.

Non siamo riuscite a fare dei video, la per la prossima volta vorrei tentare.

Abbiamo potuto notare che ci sono delle cose che ricorrono: tutti tendono a lanciare con troppa forza l'aeroplanino, le ali vengoni quasi sempre realizzate troppo piccole, non si dà molta importanza al bilanciamento dei pesi ( anche il peso dei punti metallici della pinzatrice influiscono sul volo ), gli adulti si divertono più dei bambini.

molti dettagli sono da risistemare ma l'Officina del Volo riaprirà al più presto. vi farò sapere come evolve.