Un modello del Sistema Solare sulla mappa della città

L’attività consiste nel portare gli studenti a costruire un modello in scala ridotta del Sistema Solare. E’ molto difficile visualizzare gli enormi spazi vuoti che esistono tra i pianeti e il Sole e comprendere quanto grande o piccolo è ciascuno di essi relativamente agli altri. I passaggi che seguono possono aiutare nella realizzazione del modello in scala.

Step 1:

Si coinvolgano gli studenti in una discussione sul Sistema solare.

• Si chieda agli studenti dove si trova il Sole all’interno della Via Lattea (ad esempio mostrando loro un’immagine della galassia)
• Qual è la stella più vicina alla Terra?
• Quanto è vicina la successiva? E il pianeta più vicino?
• Quali altri oggetti si trovano nel Sistema Solare?
• Quanto sono grandi uno rispetto all’altro gli oggetti del Sistema Solare? Ci sono altre differenze tra di loro? Quali sono le due categorie principali in cui si dividono i pianeti?
• Come si potrebbero rappresentare queste quantità sulla Terra? Si chieda agli studenti se hanno qualche suggerimento su come rappresentare queste distanze e dimensioni su scala ridotta.
• Si chieda agli studenti di descrivere le caratteristiche di un modello in scala, si scrivano le risposte su una lavagna e si discutano fino ad avere le risposte corrette. La lista dovrebbe contenere tutte le dimensioni lineari (lunghezze, altezze, ampiezze). Questa discussione può portare gli studenti a comprendere la difficoltà nel realizzare i grandi valori numerici in gioco nel Sistema Solare e spingerli a pensare, almeno intuitivamente ad un modello in scala.

Step 2

Si chieda agli studenti di fare previsioni sul modello.

• Si dividano gli studenti in gruppi.
• Si chieda agli studenti quali parametri sono necessari per riportare in scala il Sistema Solare.
• Si chieda agli studenti di fare delle previsioni qualitative sul modello in scala immaginando di posizionarlo sulla mappa (tenendo conto delle distanze mostrate sulla mappa) e di creare o identificare una misura per ciascun corpo del Sistema Solare.
• Cosa si potrebbe fare per avere una rappresentazione più accurata?
• Si discuta sul modello previsto e su eventuali errori trovati.

Alla fine di questa fase gli studenti dovrebbero essere in grado di capire che sia le distanze che le dimensioni sono necessarie per costruire un modello in scala.

Step 3

Gli studenti costruiscono il modello sulla base dei loro calcoli.

• Si fornisca un foglio di calcolo che contiene le distanze tra i corpi del Sistema solare e le loro dimensioni a ciascun gruppo di studenti.
• Si invitino gli studenti a discutere tra loro come questi dati possono essere combinati per costruire il modello
• Si diano esempi di riduzione in scala su oggetti di uso in classe, usando calcoli semplici (ad esempio riscalando una penna alla metà della sua lunghezza o dimezzando la distanza tra due studenti) per mostrare come si usa un fattore di scala.
• Si fornisca a ciascun gruppo un seme di pomodoro (o un qualsiasi oggetto rotondo del diametro di 2 mm) da usare come rappresentazione della Terra.
• Si faccia determinare agli studenti quali calcoli sono necessari per costruire il modello in scala. Qual è la nuova misura di Venere se la Terra è riscalata a 2 mm? Come possiamo usare questa informazione per riscalare anche le distanze tra i pianeti e il Sole?
• Si faccia completare agli studenti il foglio di calcolo. Gli studenti dovranno inoltre rappresentare in scala le dimensioni degli altri pianeti usando oggetti comuni o creando dei modellini in pasta per modellare o foglio di alluminio sulla base dei loro calcoli.
• Gli studenti paragonino le distanze e dimensioni relative tra i diversi pianeti nelle loro previsioni di modello con quelle calcolate per il modello reale (in modo da comprendere che in un’indagine scientifica non si conosce subito la risposta giusta).
• Se si vuole, si dia la definizione di unità astronomica e si spieghi la ragione del suo uso da parte degli astronomi. Si scrivano le distanze tra il sole e alcuni pianeti e si chieda agli studenti di convertirle in km.

Step 4

Gli studenti costruiscono il modello in scala e lo estendono ad altri scenari.

• Gli studenti posizionino i pianeti e il Sole sulla mappa. Si può usare una mappa con l’indicazione delle distanze reali e un righello per posizionare i pianeti.
• Se possibile, si chieda agli studenti di cercare la posizione reale di ciascun pianeta rispetto agli altri. Questa informazione si può ottenere, ad esempio, dal sito http://www.theplanetstoday.com. Si può usare un compasso per tracciare le orbite
• Si discutano i risultati con gli studenti e si chiedano o si forniscano informazioni specifiche sul Sole e sugli altri pianeti.
• Si chieda agli studenti quali caratteristiche dei pianeti non sono considerate nel modello e come cambierebbe questo se si riducessero in scala solo le distanze. Quali fattori possono contribuire all’inaccuratezza del modello? Come lo potremmo correggere?
• Si invitino gli studenti a pensare ad altri tipo di modelli in scala (ad esempio usati in altre discipline) e come si potrebbe applicare la stessa procedura per costruirli.

Step 5

Organizzare una passeggiata con gli studenti alle diverse posizioni degli oggetti del Sistema Solare identificate sulla mappa.

• Motivare gli studenti a intraprendere un viaggio attraverso il Sistema Solare.
• Consegnare il Sole ei pianeti agli studenti prima di iniziare la passeggiata.
• Assicurati che la maggior parte degli studenti abbia più o meno familiarità con le posizioni posizionate sulla mappa.
• Sentiti libero di separare gli studenti in gruppi diversi per rappresentare ogni corpo e rimanere nella loro posizione mentre gli altri raggiungono il successivo. Questo passaggio dipende dal tipo di città in cui ti trovi ed è più adatto su una lunga strada diritta.
• Quando raggiungi i diversi luoghi, chiedi agli studenti fatti e caratteristiche su ciascuno dei corpi. Metti in relazione i periodi orbitali dei pianeti con le loro distanze dal Sole (più sono lontani, maggiore è il periodo orbitale).