Martedì, 10 Dicembre 2019 09:10

Non solo coding... per il clima di domani.

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Il coding è un potente strumento per allenare le menti dei nostri studenti ai problemi complessi che dovranno affrontare. Ma non è l'unica disciplina su cui la nostra Scuola dovrebbe puntare.

Tra queste penso ce ne siano due altrettanto importanti: la fisica dell'energia e l'economia.

Di economia, parleremo in seguito, ma sull'energia c'è qualcosa che già potreste trovare utile per una lezione in classe.

Fin dalla scuola primaria.

L'energia

Semplificando, è importante che i bambini/ragazzi sappiano cos'è l'energia, come si misura e come confrontare quantitativamente diverse soluzioni per la sua produzione.

I nostri studenti della scuola primaria sanno cos'è il citoplasma di una cellula, ma non sanno cosa sia il joule (pronunciato in italiano "giaul"): l'unità di misura della fonte della loro vita presente e futura.

Eppure sarebbe semplice spiegarlo: prendete un bicchiere d'acqua e portatelo dal pavimento fino al vostro banco di scuola: avete aggiunto a quel bicchiere un joule di energia (150 grammi, per l'accelerazione di gravità, per 70 cm di spostamento).

Oppure, se volete semplificare i calcoli, prendete un decimo di litro d'acqua, lo mettete in un bicchiere di plastica (compostabile, naturalmente ImotIcon occhiolino) e lo alzate di un metro. È sempre un joule.

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Volete avere la prova che l'energia sia veramente nell'acqua sul tavolo?

Provate a legare un filo al bicchiere e appendetelo ad una carrucola: scoprirete che, facendo scendere il bicchiere fino al pavimento, potrete sollevare un peso (ad esempio un altro bicchiere d'acqua ImotIcon occhiolino!).

Oppure provate a far scendere l'acqua in un tubo e al fondo mettete una ruota a pale collegata ad un generatore di corrente elettrica e vedrete che una lampadina si accende (meglio un LED) fino a che l'acqua non si esaurisce.

Ma da dove viene questa energia che abbiamo messo nel bicchiere? Ovviamente dalla fatica che abbiamo fatto a portarlo dal pavimento al tavolo! Dunque noi abbiamo dovuto spendere energia per metterla nel bicchiere sollevato.

Se vi dico che abbiamo fatto un lavoro, non vi sembrerà troppo strano, no? E infatto si chiama proprio lavoro. E si dice che abbiamo fatto un lavoro di almeno un joule per sollevare il bicchiere fino al tavolo.

Il joule è l'unità di misura con cui si misura l'energia di un'ora di sole, di un litro di benzina, o di una batteria. Potremmo dire che misuriamo l'energia in bicchieri d'acqua sollevati fino al tavolo!

Se i vostri studenti sapranno questo, sarà già un buon risultato.

Se volete fare un passo avanti possiamo parlare di potenza.

La potenza

Come mai abbiamo dovuto dire "l'energia di un'ora di sole"? Semplicemente perchè il sole proietta energia sulla Terra continuamente. Quindi non si può dire quanta energia riceviamo dal sole in questo momento, ma quanta energia riceviamo in un certo tempo: pronti, via, ..., stop! Nell'esempio abbiamo detto "un'ora di sole".

Ma come facciamo a "prendere" l'energia del sole?

Dobbiamo usare un pannello solare. Noi ne prenderemo uno piccolo: grande come un pezzo di foglio da fotocopie piegato in 3 e poi ancora in 2. Come nel disegno.

Pensiamo di essere d'inverno in una giornata di pieno sole.

Beh, sapete quanti bicchieri di acqua potrebbe sollevare l'energia che ci arriva dal sole in un'ora sul nostro pannello? Ben 3600! Cioè: uno ogni secondo.

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Se, in un'ora, il motore collegato al nostro pannello ha sollevato 3600 bicchieri, possiamo dire che ha compiuto un lavoro di 3600 joule: uno ogni secondo.

E se rifacciamo l'esperimento d'estate? Il sole è più alto in cielo e arriva più energia sul nostro pannello. Cosa succerà al nostro motorino?

Beh, forse sarà più veloce e potrà sollevare 2 bicchieri ogni secondo. Diremo che il pannello produrrà 2 joule al secondo e quell'energia verrà spesa per compiere il lavoro del motorino (sempre 2 joule al secondo).

Ma allora come si può misurare quanto è potente il sole in ogni momento?

Possiamo misurare quanti bicchieri riesce a sollevare il nostro motore ogni secondo. O, meglio, dire quanti joule produce ogni secondo.

D'estate è più potente e d'inverno lo è di meno.

In effetti si parla di potenza e si misura in joule al secondo.

Siccome però dire "joule al secondo" è un po' lungo, abbiamo dato un nome a questa unità di misura. L'abbiamo chiamata watt.

Un watt è la potenza che ci consente di fare un lavoro di un joule ogni secondo.

Se riusciamo a produrre un watt di potenza con il nostro pannello solare, potremo sollevare un bicchiere d'acqua ogni secondo.

 

Che ne dite? Sembra complicato? Ma sono solo bicchieri d'acqua sollevati su un banco di scuola!

Eppure, grazie a questo, uno dei vostri studenti potrebbe salvare il mondo.

 

Vedi articolo: "Cop 25, Greta Thunberg: “L’impatto delle emergenze climatiche non è nel futuro, ma è già oggi”"

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