Primaria Osservatorio Astronomico di Padova Scheda didattica Osservazione del cielo Fisica: Grandezze fisiche e misure Fisica: Moti

Posizione del Sole sull’orizzonte

Attività didattica sull'osservazione e lo studio del moto apparente del Sole

Ultimo aggiornamento il 25 Settembre 2020 alle 12:08 pm

Questa attività didattica dell’INAF-Osservatorio di Padova è dedicata all’osservazione della posizione del Sole nel cielo durante vari momenti della giornata, costruendo un grafico delle misure fatte per concludere che la traiettoria apparente del Sole è un arco.

Descrizione breve

Osservando dal vetro di una finestra si segna sul vetro stesso la posizione del Sole durante vari momenti della giornata. Per compiere questa osservazione bisogna dotarsi delle opportune protezioni, in modo da poter distinguere nettamente il disco del Sole. Le posizioni rilevate e la linea dell’orizzonte locale vengono poi riportate su carta traslucida in modo che ciascun bambino abbia la propria rappresentazione delle misure fatte. Si costruisce poi un grafico che riporta il variare dell’altezza del sole al trascorrere del tempo, identificando una traiettoria che unisce i pochi punti acquisiti. Confrontando il risultato di ciascuno si conclude che la traiettoria apparente del Sole è un arco.

Questa attività vuole

  • mettere all’attenzione dei ragazzi la posizione del Sole sull’orizzonte;
  • mettere l’attenzione sul suo mutare nel corso del tempo.
  • Si propone anche di disegnare la posizione del Sole in una situazione immaginata e non rilevata dal vero in modo da stimolare l’attitudine all’astrazione.

Obiettivi

Obiettivi educativi

Se necessari in formato elenco

Valutazione

Tra le finalità di questa attività vi è lo stimolare le capacità di astrazione degli alunni, per questo viene proposta una valutazione puramente formale.
Si veda la scheda allegata. Il tempo suggerito per l’esecuzione delle attività indicate è di un’ora. In aggiunta o alternativa si può utilizzare l’attività indicata al punto 10 come momento finale di verifica.

Materiali

  • pennarelli per vetro di colori diversi;
  • fogli di acetato o carta semitrasparente;
  • protezioni adeguate per osservare il Sole: occhiali in mylar specifici (reperibili nei negozi di ottica) oppure vetri da saldatore graduati n°14 (reperibili in ferramenta);
  • finestra.

Prerequisiti

Occorre che sia ben chiaro il concetto di “orizzonte locale” e il fatto che questo sia relativo alla posizione dell’osservatore. Si suggerisce tale attività come proseguimento dell’attività L’orizzonte: punti di vista diversi dello stesso paesaggio.

Informazioni preliminari

Si spiega agli studenti che verrà svolta questa attività di 2 ore in cui dovranno osservare, disegnare e di conseguenza comprendere alcune cose legate alla natura di come si muove il nostro pianeta attorno al sole e di come sia stato difficile capirlo per gli antichi studiosi.
E’ eventualmente possibile dare qualche nozione di base su come è fatto il Sistema Solare, che è composta da 1 stella – il Sole – e 8 pianeti con diversi satelliti.
Che la Terra è il 3° pianeta a partire dal Sole.
Non sono necessarie altre informazioni preliminari visto che gli studenti dovranno dedurre attivamente le conclusioni dall’esperienza che stanno compiendo.

Descrizione completa

1. porsi alla finestra, segnare a terra la posizione da cui si osserva ed appoggiare un foglio semitrasparente o acetato al bordo della finestra e segnare la sua posizione sul vetro, in modo che i fogli di ciascun alunno/a siano posizionati tutti allo stesso modo. Ogni bambino/a deve avere il proprio foglio;
2. tracciare il contorno dell’orizzonte locale sul foglio; far notare l’importanza di mantenere la stessa posizione al fine di ripetere la stessa osservazione in momenti successivi;
3. ripetere almeno 4 osservazioni durante la giornata, se possibile di più, disegnando il Sole sulla finestra semplicemente come un puntino ed accanto scrivere l’ora dell’osservazione. Questa operazione è delicata per due ragioni: la prima è che segnando la posizione del Sole solamente con un puntino si fa compiere un’operazione di astrazione, cosa cui i bambini della classe seconda non sono ancora abituati; questo è complicato dall’uso delle INDISPENSABILI protezioni per gli occhi, che sicuramente possono distogliere l’attenzione dall’attività e dai concetti da comprendere;
4. Le rilevazioni segnate sul vetro durante la giornata sono riportate sul foglio individuale di ciascun bambino; porre molta attenzione a posizionare i fogli sulla finestra tutti allo stesso modo;
5. riassumere sul quaderno l’attività finora svolta e in particolare l’indicazione dell’ora alla quale ogni posizione è stata rilevata;
6. riportate le diverse misure dell'”altezza del Sole” su di un grafico “ora – altezza del Sole”. Il problema di dove collocare le rappresentazioni del Sole sul foglio e come riportare la distanza del Sole rispetto alla linea di rilevamento si possono affrontare così: ricoprendo la finestra con fogli di acetato sui quali sia stata riportata una griglia di 1 cm di passo, contando i quadretti e riportandoli sul quaderno (meglio usare quaderni di grande formato); si raccomanda di porre particolare attenzione al fatto che le distanze sono riferite alla linea di base del foglio scelta in modo arbitrario (meglio se coincide col bordo della finestra) e non all’orizzonte locale. In questo modo si fa compiere un’estrapolazione ai bambini;
7. Ogni bambino può “misurare” le altezze dei suoi soli alla finestra contando i quadrettoni presenti sul vetro partendo dalla linea di riferimento, e riportarli sul proprio quaderno sotto forma di grafico a colonne (o istogramma);
8. osservando la propria finestra di carta traslucida e tracciando una linea per unire i punti disegnati (almeno quattro) i bambini rilevano che in ogni loro “finestra” appare un arco.
9. Nota: ogni bambino ha rilevato una serie di posizioni differenti rispetto alla linea di riferimento, a causa della differente altezza di ciascuno (errore di parallasse). Ciò che è rilevante è che ognuno riconosca l’arco descritto dal Sole durante le ore della giornata.
10. Consolidamento concettuale, utile anche come momento di verifica. A turno i bambini descrivono cosa accade al Sole riferendo tutte le posizioni ad un compagno/a che svolge il ruolo di osservatore artificiale egocentrico assoluto. (Il Sole quindi sarà dapprima “dietro a Tommaso”, poi “un po’ più sopra a Tommaso, alla sua sinistra” ecc). Si può dare un taglio narrativo-fantastico inventando una favola con personaggi diversi che si comportano in maniera diversa a seconda dei momenti della giornata identificati dalla posizione del Sole nel cielo.

Conclusioni

L’attività può concludersi con la realizzazione di un elaborato collettivo che rappresenta il percorso apparente del Sole durante il corso di una giornata visto attraverso la finestra dalla quale si sono effettuati i rilievi; è importante redigere un unico lavoro in modo da far superare le differenze dovute alle diverse posizioni (altezza degli occhi) dalle quali ciascun bambino/a ha compiuto la propria osservazione e concludere che la forma del percorso apparente del Sole è lo stesso indipendentemente dai punti di vista. Questo può essere anche riprodotto sui singoli quaderni riportando alcune osservazioni di altri compagni (es i vicini di banco); comunque attirate l’attenzione che nonostante le piccole differenze tra singoli la conclusione è comune. Questo passo di astrazione dalle proprie osservazioni e quindi dalla propria esperienza soggettiva singolare è il cardine di questa esperienza.

Allegati: scheda di verifica

Ringraziamenti: Marco Sirotti, Laura Paganini