Primaria Secondaria di primo grado Trasversale Osservatorio Astronomico di Padova Scheda didattica Sistema Solare Fisica: Grandezze fisiche e misure

Costruzione del Sistema Solare in scala

Una attività didattica di gruppo per realizzare un modello in scala del Sistema Solare in esterno

Costruzione del Sistema Solare in scala

Una attività didattica di gruppo per realizzare un modello in scala del Sistema Solare in esterno

In questa attività didattica di gruppo proposta da INAF-Osservatorio di Padova, realizzeremo un modello in scala del Sistema Solare di grandi dimesnioni (in esterno),  per capirne dimensioni e distanze. In un primo momento si calcoleranno le dimensioni in scala dei pianeti rispetto al Sole per poi realizzarne dei modellini. Successivamente, si calcoleranno le distanze dei pianeti (con una scala differente) per poi posizionare i modellini ala giusta distanza dal Sole.

Descrizione breve

Dopo aver reperito i dati relativi alla distanza dal Sole e al diametro di ciascun pianeta del sistema solare, si calcolano le dimensioni relative al Sole.
Scelto il diametro, in scala, del Sole vengono, di conseguenza, fissati tutti gli altri; si realizzano così i modellini. A questo punto si dovranno calcolare le distanze relative, per le quali si consiglia di adottare una scala di almeno 1:3 miliardi. Il posizionamento in campo aperto dei modellini dei corpi permette di comprendere dove la materia sia concentrata.

Obiettivi

  • Lavorare in gruppo per realizzare un modello di qualcosa che in natura esiste ma non è possibile “toccare con mano”
  • Imparare a ragionare per modelli e scale di distanze e dimensioni e quindi sviluppare la capacità di astrazione ai fini delle deduzioni scientifiche

Obiettivi educativi

  • dimostrare che il Sistema Solare è “vuoto”, ovvero che le dimensioni dei pianeti sono molto piccole rispetto alla distanze che li separano;
  • conoscere le caratteristiche morfologiche e fisiche principali di ciascun pianeta;
  • conoscere le caratteristiche fondamentali del Sistema Solare nel suo complesso;
  • comprendere che il Sistema Solare è un sistema fisico nel quale i corpi sono in relazione tra loro.

Valutazione

L’attività proposta non richiede valutazione specifica. Le operazioni di riproduzione e sistemazione dei modellini dei corpi costituisce momento di verifica della comprensione dei concetti da trasmettere.

Materiali

  • plastilina o sfere di polistirolo da decoupage
  • rotella metrica
  • calcolatrice
  • stecche di legno se si vogliono far stare in piedi i pianeti
  • corda
  • Eventualmente palloni per la psicomotricità e ovatta per i pianeti più grandi (tutto dipende dalla scala che si intende utilizzare)

Informazioni preliminari

Il Sole e i pianeti, approssimativamente
nella scala di dimensioni reale (illustrazione di Calvin J. Hamilton – via INAF – OAPD)

Il sistema solare è il sistema planetario costituito da una varietà di corpi celesti mantenuti in orbita dalla forza di gravità del Sole; vi appartiene anche la Terra.
È costituito, oltre che dal Sole, da otto pianeti (quattro pianeti rocciosi interni e quattro giganti gassosi esterni), dai rispettivi satelliti naturali, da cinque pianeti nani e da miliardi di corpi minori. Quest’ultima categoria comprende gli asteroidi, in gran parte ripartiti fra due cinture asteroidali (la fascia principale e la fascia di Kuiper), le comete (prevalentemente situate nell’ipotetica nube di Oort), i meteoroidi e la polvere interplanetaria.
Il vento solare, un flusso di plasma generato dall’espansione continua della corona solare, permea l’intero sistema solare. Questo crea una bolla nel mezzo interstellare conosciuta come eliosfera, che si estende fino oltre alla metà del disco diffuso. In ordine di distanza dal Sole, gli otto pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Descrizione completa

(via Costruiamo il Sistema Solare)
  1. reperimento dati: è bene spingere la classe a svolgere ricerche in modo autonomo in aula usando la connessione internet e la LIM, se disponibile;
  2. scegliere lo spazio aperto più grande possibile e misurare la lunghezza massima disponibile per posizionare Sole e pianeti.
  3. determinare la scala facendo la divisione tra questa lunghezza e la distanza Sole-Nettuno.
  4. moltiplicare tutte le lunghezze (distanze e diametri) per il fattore di scala determinato al punto 3.
  5. discutere le dimensioni dei diametri delle palline da realizzare così calcolate.
  6. qualora lo spazio a disposizione determinasse diametri troppo piccoli, rappresentare solo una parte del sistema solare ma far individuare il luogo del corretto posizionamento degli altri corpi. Per esempio, se si adotta una scala 1:3 miliardi, la Terra è rappresentata da una sferetta di diametro 5 mm, il Sole di 56 cm, la distanza Terra-Sole diviene 50 m; Nettuno a circa 1800m.
  7. realizzare i modellini dei corpi
  8. posizionarne quanti più possibile, passeggiando tra uno e l’altro ripercorrere i calcoli svolti per mettere in evidenza le grandi dimensioni dello spazio vuoto rispetto ai diametri dei corpi.

Informazioni aggiuntive

L’attività prevede uno svolgimento di almeno 3h in un arco di 4 settimane

Conclusioni

La costruzione dei modellini in scala è un’attività che va ogni volta accompagnata da riflessione su quello che gli studenti stanno facendo e quindi ponendo l’attenzione sul fatto che si stanno usando appunto dei modelli. Il posizionamento è un momento importante di consolidamento dell’esperienza perché permette non solo di visualizzare ma di provare fisicamente in prima persona la distanza e il “vuoto” che vi è tra un corpo del sistema solare e l’altro.

Argomenti dal curriculum scolastico:
Sistema Solare
Fisica: Grandezze fisiche e misure

Parole chiave:
dimensioni, dimensioni del sistema solare, distanze, fattore di scala, pianeti, sistema solare in scala, Sole


Livello:
Primaria, Secondaria di primo grado, Trasversale

Durata: 5 - Percorso in più incontri

Attività di gruppo supervisionata

Dimensione gruppo: 4-25

Costo: Media (tra €5 e €25)

Allegati: tabella

Come citare l’attività:
Osservatorio Astronomico di Padova, Costruzione del Sistema Solare in scala, Edu INAF https://edu.inaf.it/astrodidattica/costruzione-sistema-solare-in-scala/