Corrente ed elettricità: spiegazione intuitiva

L’elettricità è alla base della nostra vita, ma che cos’è, e come funziona? Cosa vogliono dire parole come “tensione” e “corrente”? Cosa significa avere “la due-e-venti” in casa? Scopriamolo facendo affidamento a fenomeni quotidiani che tutti conosciamo.

La corrente elettrica: spiegazione intuitiva

Corrente ed elettricità - Introduzione informalePer dare una spiegazione intuitiva di cosa sia e come funzioni la corrente elettrica, è utile pensare all’acqua. Infatti, la corrente che scorre nei fili elettrici è del tutto simile a un flusso d’acqua. La differenza sostanziale è che, mentre per l’acqua sono le molecole (di acqua) a scorrere nei tubi, nei fili della corrente scorrono dei piccoli oggetti chiamati elettroni.

Possiamo pensare agli elettroni come a delle palline, non poi così diverse dalla palline che costituiscono l’acqua. E così come l’acqua è in grado di azionare dei mulini ad acqua, anche gli elettroni possono azionare degli oggetti simili, delle sorte di mulini a elettroni. Questi mulini, azionati dagli elettroni, possono produrre luce, rumori, suoni o movimento! Tutti i vostri elettrodomestici contengono un grande numero di componenti elettriche, che altro che non sono che mulini a elettroni.

Dunque: la corrente è costituita da elettroni che scorrono in un filo e possono azionare delle componenti elettriche, che possiamo immaginare come piccoli mulini.

Rendiamo ora più specifica l’analogia con l’acqua, e pensiamo a una cascata artificiale. In una cascata, l’acqua è spinta verso l’alto da una pompa. Dal punto più alto, cade al punto più basso, ove si raccoglie, pronta per essere nuovamente spinta su e ricominciare il ciclo.

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Prendere la scossa: cos’è che uccide?

Che dire del “prendere la scossa”? Ci si fa male quando la tensione è alta o quando l’intensità di corrente è alta? Sono i Volt, o gli Ampere a uccidere?

Cosa fa male del prendere la scossa

Abbiamo esplorato ampiamente la corrente e i circuiti nella pagina Corrente e elettricità: spiegazione intuitiva. Lì abbiamo scoperto che cosa sono i Volt e gli Ampere, cosa è la tensione e l’intensità di corrente.

Prendere la scossa: cos'è che uccide

Sorge allora la domanda: quando si prende la scossa, sono i Volt o gli Ampere a fare del male?

In effetti, sono entrambe le cose. Al flusso di elettroni serve abbastanza impeto per superare il confine del nostro corpo (cioè oltrepassare la pelle) e, allo stesso tempo, serve un certo numero di elettroni affinché sia dannoso.

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La scommessa impossibile!

Scommettiamo che questa scommessa proprio non la vincerete? Quante monete da un centesimo si possono mettere in un bicchiere pieno fino all’orlo?

Una scommessa che proprio non puoi vincere

Molecola d'acquaProponete ai bimbi una scommessa: se riempiamo un bicchiere d’acqua fino all’orlo, quante monete da un centesimo riusciremo a farci stare, prima che l’acqua trabocchi? Prima di fare l’esperimento, è importante che i bimbi facciano le loro ipotesi, così possano provare a mettere in atto il metodo scientifico: ipotesi – esperimento – verifica.

Materiali necessari

  • Un bicchiere
  • Delle monete da un centesimo (tante)

Per l’esperimento bonus, serviranno anche:

  • Cotton-fioc
  • Detersivo da cucina

Cosa fare

Per prima cosa, disponiamo uno straccio sotto il bicchiere, perché di certo sporcheremo. Poi riempiamo il bicchiere con l’acqua. All’inizio si può essere grossolani, ma quando il bicchiere è quasi pieno bisogna rallentare e stare attenti ad aggiungere acqua poco per volta. Lo scopo è arrivare ad avere il bicchiere pieno fino all’orlo. Per questo, è necessario avere un appoggio solido e dritto.

Quando il bicchiere è davvero pieno, vedrete una piccola cupola che si forma oltre l’orlo.

La scommessa impossibile

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Successioni numeriche: spiegazione ed esempi

Le successioni numeriche sono degli ottimi giochi matematici per allenare l’occhio matematico a tutti i livelli! Ve ne proponiamo alcune: riuscite a scoprire quali sono i termini successivi?

Per non rovinarvi la sorpresa e il gioco, le soluzioni non sono in questa pagina! Le abbiamo messe in una pagina a parte: Soluzioni. Ma aspetta: non andarci ancora!

Introduzione – Cos’è una successione numerica?

Una successione numerica non è altro che una lista infinita di numeri che seguono una certa legge. L’esempio più elementare di successione numerica è costituita dai numeri naturali stessi: la legge che li lega è che per ottenere il termine successivo bisogna aggiungere uno al precedente.

Le tabelline sono un altro semplice esempio di successioni numeriche. Per esempio la tabellina del due è una successione in cui, per ottenere il numero successivo, bisogna aggiungere 2 al termine precedente.

È utile per i bambini cimentarsi con le successioni perché affinano la loro capacità di rendersi conto della presenza di uno schema ricorrente nelle cose, e di capire quale esso sia. La ricerca delle regolarità nelle cose è il più matematico e scientifico degli atti. Ci si allena con i numeri per essere poi capaci di riconoscere gli schemi ricorrenti negli eventi della vita!

Giochi matematici  – Successioni numeriche facili

Iniziamo con qualche sequenza numerica di riscaldamento… Riuscite a scoprire qual è il termine mancante nelle tre successioni seguenti? E riuscite a individuare il decimo termine delle sequenze?

Giochi matematici - Successioni numeriche Giochi matematici - Successioni numeriche Giochi matematici - Successioni numeriche

Giochi matematici – Successioni numeriche medie

E ora qualche sequenza un po’ più complicata… Ci stiamo addentrando in successioni più difficili, quindi prendetevi tutto il tempo che vi serve!

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Successioni numeriche – Soluzioni

Questa pagina contiene le soluzioni ai giochi matematici delle successioni numeriche. Se ancora non le hai viste o non hai provato a risolverle, dacci un’occhiata e prova a risolverli da te! Puoi poi tornare qui a verificare se le tue ipotesi sono corrette!

Soluzioni  – Successioni numeriche facili

Giochi matematici - Successioni numeriche

Questi non sono altro che i numeri primi! Infatti, tutti i numeri elencati (2, 3, 5, 7, 11) condividono la speciale proprietà di essere divisibili solo per uno e per se stessi. Il termine successivo è 13, e poi 17, 19, 23… potete andare avanti all’infinito! In effetti, i numeri primi sono infiniti!

Giochi matematici - Successioni numeriche

A prima vista, 1, 2, 4 potrebbero far pensare alle potenze di due, ma 7 e 11 non lo sono quindi questa non può essere la risposta giusta.

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Sistemi di equazioni sottoderminati e sovradeterminati

Cosa sono i sistemi di equazioni? Qual è l’idea che si cela dietro di essi? Cosa significa che un sistema è sovradeterminato o sottodeterminato? E perché può accadere che un sistema abbia infinite soluzione, oppure che non ne abbia?

Sistemi di equazioniI sistemi di equazioni sono un’evoluzione delle equazioni. Tuttavia, il salto logico non è così banale e molti ragazzi imparano a risolverli ma non sanno dire che cosa rappresentino i sistemi di equazioni. Spiegheremo quale sia l’intuizione dietro ai sistemi di equazioni, cosa significa che un sistema è sovradeterminato oppure sottodeterminato, e perché può accadere che un sistema abbia una sola soluzione, infinite soluzioni o nessuna soluzione.

Intuizione per sistemi di equazioni

Intuitivamente, possiamo pensare a un sistema di equazioni come a un insieme di richieste. Immaginiamo di avere di fronte a noi un gruppo di persone, e di dover dare a ciascuna persona un compito specifico da svolgere.

Un esempio di sistema di equazioni, in modo informale, potrebbe essere il seguente:

  • Anna, risolvi un sistema di equazioni lineari;
  • Giorgio, vai al mare e divertiti;
  • Luca, impedisci ad Anna di chiamare i servizi sociali.

In questa formulazione, una soluzione del sistema di equazioni corrisponde a una lista di accoppiate compito-persona che soddisfa le richieste. In altre parole, esibire una soluzione del sistema significa dire cosa fa Anna, cosa fa Giorgio, e cosa fa Luca (e così via per tutte le persone coinvolte) soddisfacendo le richieste. Nel nostro esempio, Anna deve risolvere un sistema lineare, Giorgio andare al mare, e Luca impedire ad Anna di chiamare i servizi sociali.

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Moltiplicazioni e divisioni per 10, 100, 1000: come spiegarle

Fare moltiplicazioni e divisioni per 10, 100, 1000 sembra una sciocchezza: basta aggiungere o togliere degli zeri, e spostare la virgola se è il caso. Facile se lo si sa già fare, non tanto per un bimbo! Proviamo a esplorare un modo alternativo di spiegare queste operazioni.

Ci sono tanti bimbi che hanno difficoltà a svolgere moltiplicazioni e divisioni per dieci, cento e mille. Spesso le incomprensioni derivano dal fatto che tali operazioni sono presentate al bambino come una cosa nuova, nonostante abbiano a che fare con qualcosa che già conosce. Inoltre spesso il metodo presentato riesce contro-intuitiva al bambino, rendendo ancora più difficile la questione. Proponiamo un metodo alternativo.

Moltiplicazioni per 10, 100, 1000 con furgoncini e caramelle

Moltiplicazioni e divisioni per 10, 100, 1000Si può provare a sottoporre al bimbo la questione nello stesso modo in cui sarebbe opportuno presentargli la moltiplicazione per la prima volta: attraverso un conteggio esplicito. Basta procurarsi una decina di furgoncini giocattolo e una cinquantina di caramelle per un’approccio diverso alle moltiplicazioni per dieci. Tale metodo è particolarmente efficace per bimbi piccoli, basta che sappiano contare almeno fino a 30!

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Costruire una macchina per disegnare (scribbling machine)

Una macchina che disegna da sola? Proprio lei, un piccolo robot con un’elica come testa e dei pennarelli come gambe che va in giro, dove le pare, a disegnare.

Macchina per disegnare

Perché non provare a unire due delle cose che ai bimbi sembrano piacere di più: disegnare e costruire? Noi ci abbiamo provato costruendo insieme a loro una macchina per disegnare, anche nota come scribbling machine. Niente è pre-assemblato, tutto va costruito a partire da pochi materiali economici! Ciò è di particolare valore perché, data la necessità di mettere insieme un circuito, i bimbi inizieranno a prendere un po’ di dimestichezza con l’elettricità e l’elettronica!

La nostra macchina è quella nella foto, le cui componenti fondamentali sono un motorino elettrico per farla muovere, un LED per segnalarne il funzionamento e un interruttore per spegnerla e accenderla. Per vederla in azione, scorrete al video presente nella sezione La macchina in azione.

Cosa serve

In totale, noi non abbiamo speso più di 20 euro per i materiali della macchina per disegnare.

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Come funziona il sapone?

Perché ci laviamo le mani con il sapone e non con l’olio, per esempio, o qualunque altra sostanza? Cos’ha di così speciale il sapone rispetto alle altre sostanze da permettergli di pulirci le mani? Cosa fa? Non potremmo lavarci le mani senza sapone, semplicemente con un po’ d’acqua?

Come funziona il saponeCome funziona il sapone - Lavarsi le mani

Possiamo immaginare il sapone come una grande folla di persone un po’ particolari. Ogni persona desidera agganciarsi, con le mani, a una molecola d’acqua. Tuttavia, ognuna di queste persone non vuole assolutamente tenere i piedi vicino all’acqua, vuole allontanarsene a tutti i costi! D’altra parte però, i piedi delle persone di sapone sono ben contente di agganciarsi a qualcosa che non sia l’acqua, come l’olio o qualunque sostanza grassa.

Quelle che abbiamo immaginato come persone sono in realtà molecole, e quelle che abbiamo immaginato come braccia e gambe i chimici le chiamano teste idrofile e code idrofobe (o lipofile). Si tratta solo di nomi diversi, ma l’idea è esattamente la stessa. Continueremo usando la lingua dei chimici, semplicemente perché è quella che si usa di più.

Molecola di saponePer capire bene come funziona il sapone, proviamo ora a immaginare cosa accade quando ci laviamo le mani. Quando le insaponiamo, ogni molecola di sapone si attacca con la coda a una molecola di sporco (che tipicamente è di natura grassa). La testa delle molecole di sapone rimane tuttavia libera, perché abbiamo visto che è così che al sapone piace fare. In effetti, le molecole di sapone sono davvero una folla numerosissima, perché ogni molecola di sporco non viene agganciata da una sola molecola di sapone, ma normalmente ci sono molte molecole di sapone per una sola di sporco!

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