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Misura il Diametro Solare

Creato: 2013-10-01

Autore/i: Edward Gomez, LCOGT

Obiettivi

Gli studenti potranno rendersi conto delle dimensioni relative e reali del Sole.
Gli studenti comprenderanno con quale velocità il Sole si sposta in cielo.

Obiettivi di apprendimento

Gli studenti potranno descrivere la prospettiva che fa apparire il Sole in cielo più piccolo di quanto sia in realtà.
Gli studenti potranno descrivere perché il Sole sembra muoversi attraverso il cielo quando in realtà il suo movimento apparente é prodotto dalla rotazione della Terra.
Gli studenti potranno effettuare conversioni tra differenti unità di tempo e angoli e calcolare un accurato diametro per il Sole.

Contesto

Comprendere il concetto degi angoli e della distanza angolare
Comprendere il concetto di velocità
Rendersi conto che il movimento del Sole è apparente, e causato dalla rotazione terrestre,
Essere coscienti della pericolosità dell’osservazione diretta del Sole.

Materiali

uno specchietto (deve essere ricoperto da carta spessa, dai 5 ai 20 cm)
foglio di carta spessa o cartoncino per ricoprire lo specchietto
un treppiedi o un blocco di Plastilina
uno schermo (si può anche utilizzare un foglio formato A4 o A3 con un supporto di cartoncino)
una matita o un pennarello per scrrivere sullo schermo
nastro isolante/elettrico
un cronometro

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Descrizione completa

Allestimento: 1- Tagliate un foro (al massimo 5mm di diametro) al centro del foglio di carta spessa. 2- Incollate il foglio di carta davanti allo specchietto, così da poter vedere lo specchietto solo attraverso il forellino appena fatto. 3- Attaccate lo specchietto al treppiede, in modo che il foglio sia a faccia in su. 4- Se non avete un treppiede, poggiate la plastilina sul pavimento e inseritevi il blocco, cosicchè lo specchietto si trovi all’incirca ad un angolo di 40 gradi (di fronte al Sole). 5- Alzate lo schermo ed assicuratevi che non si muova durante l’esperimento: se si muove, dovrete ricominciare daccapo.

Metodo: 1- Inclinate lo specchio cosicché il Sole venga riflesso sullo schermo. 2- L’immagine del Sole proiettata deve essere circolare, quindi inclinate il vostro specchietto finchè non lo diventa. 3- Tracciate il contorno dell’immagine del Sole sullo schermo. 4- Fate partire il cronometro. 5- Aspettate finché il Sole supera il cerchio da voi disegnato. 6- Annotate il tempo segnato dal cronometro e riavviatelo. 7- Ripetete gli step 2–5 alcune volte (ripetete 3–4 volte per ottenere risultati più accurati). 8- Prendete la media dei vostri tempi (in secondi).
Discussione e Risultati: In questa attività, avete misurato quanto tempo impiega il Sole a muoversi ad una distanza uguale al suo diametro attraverso il cielo. Il Sole impiega 24 ore per percorrere 360 gradi in cielo e tornare alla stessa posizione in cui si trovava il giorno precedente. La velocità del suo spostamento é: 360 gradi/24ore:
= 360°/(24x60) minuti
= 0.25° al minuto
= 0.00416° al secondo, o 1/240° al secondo

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Calcolate la dimensione del Sole come un angolo: Durata media (in secondi) × 1/240 (gradi al secondo) = ___ gradi Congratulazioni! Avete calcolato la dimensione angolare del Sole.

Calcolare la dimensione fisica del Sole
Potete utilizzare il valore ottenuto per la dimensione angolare del Sole per calcolare la dimensione fisica del Sole.
Il vostro numero di dimensione anglare, convertito in radianti × distanza dalla Terra al Sole = dimensione del Sole
Dimensione angolare × (pi/180) × 92 955 887.6 miglia = ___ miglia OPPURE
Dimensione angolare × (pi/180) × 149 598 000 km = _ km
Congratulazioni! Avete misurato e calcolato il diametro del Sole in miglia/chilometri!
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Valutazione

Assicuratevi che tutti gli obiettivi siano raggiunti.
Chiedete agli studenti di descrivere cosa stia succedendo mentre il Sole si muove in cielo utilizzando una palla e un globo (che rappresentano rispettivamente il Sole e la Terra).
Chiedete agli studenti di spiegare le loro misurazioni in termini dei modelli della palla e del globo.

Programma didattico

Country	Level	Subject	Exam Board	Section
UK	GCSE	Physics	AQA Science A	Not in current curriculum
UK	GCSE	Physics	Edexcel	P1.3.4
UK	GCSE	Physics	OCR A	P7.1: 1-4
UK	GCSE	Physics	OCR B	Not in current curriculum
UK	GCSE	Physics	WJEC	Not in current curriculum
UK	GCSE	Astrophysics	Edexcel	Unit 1.1.3: a, b
UK	KS3	Physics	-	Space Physics: Our Sun as a Star

Informazioni aggiuntive

Assicuratevi di catturare un’immagine del Sole riflessa dallo specchio e non un semplice riflesso dello specchio stesso. Il forellino nella carta spessa é essenziale in questo senso. Se il foro é troppo grande o la carta è troppo lontana dallo specchio, non otterrete una buona proiezione. Sarà necessaria una certa sperimentazione.
Assicuratevi che lo schermo non si muova accidentalmente.
Assicuratevi che lo schermo sia posto di fronte allo specchio, cosicché l’immagine proiettata sia circolare.
Il Sole non impiega esattamente 24 ore per ritornare nello stesso posto in cielo perché in quelle stesse ore, la Terra si è mossa di 1/365° della sua orbita intorno al Sole. Questo fenomeno viene mascherato dall’accurata misurazione di questa attività, ma volendo ne potete discutere con gli studenti.
Mentre eseguite il calcolo, convertite 360° in 2pi radianti. I radianti ci consentono di effettuare calcoli che includono angoli e distanze. Ciò si può spiegare agli studenti dicendo che i gradi sono unità di misura. Quando percorri un cerchio, anche se ti sei mosso di 360°, hai anche percorso 2pi x raggio del cerchio. Questo si può provare disegnando un piccolo cerchio sulla carta, avvolgendo un pezzo di corda intorno al bordo e poi misurando la corda. La misurazione sarà pari a 2pi x raggio del cercho che avete disegnato.
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Conclusione

L’attività si conclude quando tutte le fasi sono state completate ed è stata calcolata la dimensione del Sole (e confrontata al valore citato in un libro di testo). Se ci sono più gruppi impegnati in questa attività, raccogliete tutte le risposte e notate le eventuali variazioni. Questa attività si può utilizzare per avviare una discussione riguardante molti altri concetti astronomici, come le scale dimensionali, il Sistema Solare, le conversioni di unità.