Fisica: dinamica 2 con Scratch

Esperimenti con Scratch sui moti oscillatori per mezzo di simulazioni numeriche.

Nel libro si studiano le oscillazioni di masse, bilancieri, pendoli ed altalene grazie a simulazioni realizzate con Scratch applicando metodi numerici.

Si può fare fisica usando applicazioni di Scratch nella didattica ordinaria facendo esperimenti e nel contempo si può introdurre un po’ di “coding” migliorando la comprensione della disciplina e promuovendo le capacità computazionali degli allievi.

Trattando di dinamica, il moto viene prodotto senza l’uso di espressioni analitiche ma con incrementi reiterati di spostamenti dovuti alle diverse forze in gioco.

Questa seconda pubblicazione di dinamica comprende lo studio dei moti oscillanti descritti da equazioni differenziali del secondo ordine: molla-massa, pendolo, bilanciere.

Il libro é utilizzabile per scopi diversi:

• si usano le applicazioni messe appositamente a disposizione online per osservare le proprietà dei moti in relazione ai valori delle grandezze in gioco,
• si prova a modificare i parametri per osservare come cambiano i moti,
• si verificano i risultati ottenuti confrontandoli con quelli desunti con metodo analitico, se possibile,
• si studiano gli script per imparare a programmare.

Lo scopo perseguito è quello di organizzare in un unico testo lezioni ed esercitazioni che sono proprie della materia “fisica”.
Questo approccio può servire anche per iniziare gli alunni della scuola secondaria alla programmazione con un linguaggio adatto a principianti in aggiunta all’approfondimento sperimentale di alcuni aspetti della dinamica.

L’impiego di Scratch per descrivere il moto di un punto migliora la capacità di analisi, contribuisce all’approfondimento della fisica e permette l’acquisizione di quelle capacità computazionali che sono alla base dei processi di apprendimento.

La “dinamica” è qui usata come pretesto per imparare ad utilizzare le istruzioni intorno ad una situazione concreta, definita e ben documentata.
Un alunno di scuola secondaria può utilizzare le conoscenze che va apprendendo in materia di “Fisica” per cominciare a programmare o, meglio, per imparare a costruire algoritmi.

Per utilizzare le applicazioni non è necessario conoscere Scratch.

Per la visualizzazione del moto di oggetti ci sono programmi molto più potenti che, però, utilizzano soluzioni analitiche per le quali sono necessarie conoscenze di algebra e di calcolo infinitesimale.
Questo libro propone la costruzione del moto per mezzo di incrementi ripetitivi che risultano comprensibili anche ad alunni della scuola secondaria di primo grado che così possono apprezzare il moto come evoluzione di eventi anziché come soluzione di equazioni.

La validità didattica di questo approccio risiede nella possibilità che a scrivere il programma sia l’allievo stesso. Con Scratch è possibile!

Scratch è un progetto di Scratch Foundation, in collaborazione con il Lifelong Kindergarten Group al MIT Media Lab. È disponibile gratuitamente su https://scratch.mit.edu