il SUONO - Prima Infanzia

“FARE SCIENZA”
NELLA SCUOLA D’INFANZIA
a cura di Alberto Panzarasa e Paola Tacconi
Tutor ISS provincia di Pavia
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
FISICA: IL SUONO
A.Panzarasa, P. Tacconi
2
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
COME SI PRODUCE UN SUONO
Esperimento 1: LE ONDE SONORE NEL NOSTRO CORPO
Scopo
Capire che per produrre un suono occorre un corpo che vibra.
Procedimento
Insieme ai bambini produciamo suoni di diversa altezza e scopriamo quali parti del corpo vibrano
di più.
Che cosa accade e perché
Premendo lievemente con le dita la gola mentre si sta parlando, abbiamo percepito delle
vibrazioni che non si avvertono se siamo in silenzio. Se emettiamo suoni gravi, la vibrazione si
sente nella zona dell’addome; se emettiamo suoni acuti, essa la percepiamo anche sulla parte alta
della testa.
Esperimento 2: CHE COSA SONO LE VIBRAZIONI?
Scopo
Osservare le vibrazioni e collegare il movimento al suono
Materiale
Un elastico
Procedimento
1. Prendi un’estremità dell’elastico e tienila ferma tra l’indice e il
pollice.
2. Fai tener ferma l’altra estremità da un tuo compagno.
3. Controlla che l’elastico sia ben teso (tirato).
4. Sollevalo nella parte centrale.
5. Lascialo andare improvvisamente.
6. Osservane il comportamento.
Che cosa accade e perché
• Oscilla (vibra) diverse volte e infine torna alla posizione centrale.
• Durante la vibrazione si può udire un lieve ronzio.
Esperimento n. 2
Esperimento 3: OGGETTI IN VIBRAZIONE
Scopo
Capire come produrre un suono e quindi generare onde sonore
Materiale
Un righello o una lamina sottile e flessibile lunga da 10 a
20 centimetri.
Procedimento
1. Prendi il righello
2. Appoggia un’estremità a un tavolo e tienila ben ferma
3. Lascia l’altra estremità sospesa nel vuoto
4. Imprimi un impulso all’estremità priva di appoggio
5. Osserva il comportamento del righello
Che cosa accade e perché
• Il righello oscilla diverse volte prima di ritornare nella
posizione iniziale
• Durante la vibrazione si può avvertire un lieve ronzio
• Elastico e righello sono flessibili
A.Panzarasa, P. Tacconi
3
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
• Se ricevono un impulso oscillano (vibrano)
• Le oscillazioni danno origine a un lieve suono
• Le vibrazioni sono causate dallo spostamento di un corpo flessibile che ha ricevuto un impulso.
• Questi spostamenti fanno muovere l’aria.
• Le vibrazioni di un corpo flessibile sono molto numerose.
• Queste vibrazioni danno origine a un suono.
I suoni sono prodotti dalle vibrazioni di materiali elastici, le vibrazioni sono dette onde sonore.
Esperimento 4: COME SI TRASMETTE IL SUONO
Scopo
Capire come si trasmette il suono
Materiale
Due bacinelle piene d’acqua.
Procedimento
• Getta in una delle bacinelle piene di acqua un sasso, o comunque un oggetto abbastanza
pesante.
• Osserva quello che avviene nell’acqua delle due bacinelle.
Che cosa accade e perché
• Nella bacinella 1 in cui non è stato gettato il sasso, l’acqua è immobile. Non c’è movimento, non
c’è alcun rumore.
• Nella bacinella 2, intorno al punto in cui è caduto il sasso, che cosa si è formato? Le particelle di
acqua, sotto la spinta del sasso, oscillano, fanno muovere l’acqua e trasmettono le oscillazioni ad
altre particelle dell’elemento liquido. Si forma così un sistema di onde che si allontanano dal punto
in cui è caduto il sasso. Puoi sentire il rumore dell’acqua che si muove. La stessa cosa avviene
nell’aria, anche quando non possiamo vedere né le vibrazioni, né le onde.
Le vibrazioni si allontanano dall’oggetto che le ha prodotte in forma di onde sonore.
IL SUONO SI PROPAGA NELL'ARIA
Esperimento 5: IL SALE BALLERINO
Scopo
Capire che il suono passa nell’aria
Materiale
contenitore concavo, sale grosso, pellicola elastica
(palloncino, guanto di gomma), coperchio, cucchiaio
Procedimento
 fissiamo la pellicola sul contenitore e vi
appoggiamo dei granelli di sale grosso;
 avviciniamo alla tazza un coperchio e lo
battiamo varie volte con un cucchiaio;
 con il rumore i granelli di sale saltano.
Che cosa accade e perché
Quando viene colpito il coperchio vibra e fa vibrare anche l'aria che lo circonda. Le onde prodotte
arrivano alla pellicola e la fanno vibrare, così il sale saltella.
Esperimento 6: UN SUONO POTENTE
Materiale: candelina, accendino, tubo di cartoncino chiuso ad una estremità e con un foro
dall'altra.
A.Panzarasa, P. Tacconi
4
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
Procedimento
 accendiamo la candela fissata al banco ed
avviciniamo l'estremità del tubo con il foro alla
fiamma;
 dando un colpo secco all'estremità opposta si
produce un rumore e la fiamma prima si sposta e poi
si spegne.
Che cosa accade e perché
Il colpo dato all’estremità chiusa del "fucile sonoro" fa
vibrare l'aria al suo interno. Appena queste vibrazioni
giungono al foro dall'altra estremità, dal foro esce un soffio
d'aria che fa spegnere la fiamma.
Le vibrazioni degli oggetti fanno comprimere e dilatare l’aria producendo variazioni di pressione.
Le onde sonore sono vibrazioni invisibili che diffondendosi nell’aria giungono all’orecchio.
Il suono si trasmette grazie alle molecole dell’aria che ci circonda. Le molecole, infatti, sono un
“mezzo” che le vibrazioni utilizzano per spostarsi, prima comprimendo l’aria grazie al movimento
di andata dell’oscillazione, poi permettendo che l’aria si espanda di nuovo con il movimento di
ritorno dell’oscillazione. La vibrazione arriva così sino al timpano. Le vibrazioni si trasmettono
facendo dunque oscillare le molecole del mezzo che utilizzano per propagarsi.
L’aria e l’acqua sono il mezzo che le vibrazioni utilizzano per spostarsi.
Esperimento 7: QUALE PARTE DELL'ORECCHIO È SENSIBILE ALLE VIBRAZIONI?
Scopo
Comprendere quali sono le parti dell’orecchio sensibili alle vibrazioni
Procedimento
I bambini sono invitati a toccarsi e guardarsi vicendevolmente le orecchia.
I bambini sono invitati a chiudere le orecchia con le mani.
Conversazione di gruppo. (Come sono fatti le orecchia…cosa si prova con le orecchia chiuse….)
Esperimento 8: L’ORECCHIO DELL’ELEFANTE
Scopo
Comprendere il funzionamento dell’orecchio
Materiali
Cornetta (cartoncino avvolto a cono e fissato con nastro adesivo) una radio o uno strumento
musicale ( fonte sonora).
Procedimento
Ogni bambino usa la cornetta: appoggia la parte più stretta del cono all’orecchio e dirigere la parte
A.Panzarasa, P. Tacconi
5
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
più ampia verso la fonte sonora e verifica se il suono arriva più chiaramente.
Che cosa accade e perché
Nell'orecchio deve esserci qualcosa che funziona come la pellicola della tazza usata nel nostro
esperimento. La maestra ci dice che c'è una membrana, il timpano, che vibra quando è colpita
dalle onde sonore raccolte dal padiglione auricolare. Le vibrazioni vengono trasmesse agli ossicini
e da lì al liquido contenuto nella chiocciola dove è immerso il nervo acustico. Quest'ultimo
trasmette dei segnali al cervello che li traduce in suoni. Così avviene la ricezione del suono.
IL SUONO VIAGGIA IN TUTTI I MATERIALI?
Esperimento 9: COSTRUZIONE DI UN TELEFONO
Materiale
2 Bicchieri di plastica, 2 m di spago
Procedimento
a) Abbiamo inserito lo spago dopo aver praticato un foro sul fondo di due bicchieri di plastica.
Che cosa accade
Due di noi conversano; pur parlando sottovoce, utilizzando i bicchieri come apparecchi telefonici,
odono le voci nitidamente.
b) Prova ora a tenere la corda meno
tesa e ripeti l’esperimento.
Che cosa accade
Non riesci a sentire più nulla.
Perché
Le voci venivano percepite perché le
onde si trasmettevano dalla sorgente
sonora alle molecole dell’aria e al filo
che essendo un solido propaga il suono
meglio e più velocemente che l’aria:
attraverso la corda tesa riesci a sentire
bene quello che dice il compagno. Se la
corda non è ben tesa non riuscirai a
sentirlo, perché la corda non può vibrare
e quindi trasmettere la sua voce.
IL SUONO NEI MATERIALI SOLIDI
Materiale
Scegliamo i metalli, il vetro, il legno, la carta, la pelle, l'acciaio, la stoffa, la spugna, il cemento e i
mattoni come solidi e l'acqua come liquido.
Esperimento 10: IL SUONO VIAGGIA NEI MATTONI
Procedimento
Un nostro compagno batte ritmicamente dei colpi sulla parete esterna dell'aula. Appoggiando
l'orecchio al muro, si riesce a distinguere nettamente la sequenza dei suoni prodotti.
Esperimento 11: IL SUONO VIAGGIA NEL LEGNO
Materiale
Orologio da tavolo e banco.
Descrizione dell’esperimento
A.Panzarasa, P. Tacconi
6
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
Abbiamo liberato un banco e vi abbiamo appoggiato un orologio da
tavolo. Con l’orecchio ci siamo posizionati nella parte opposta del
banco ed abbiamo sentito battiti regolari.
Conclusione
Il banco di legno fa sentire il TIC TAC dell’orologio e lo aumenta,
quindi è un buon trasmettitore ed amplificatore di suoni.
Esperimento 12 IL SUONO TRA LEGNO E LEGNO
Materiale
Banco e penna.
Descrizione dell’esperimento
Si uniscono due banchi, un bambino batte la penna sul proprio
banco e tutti e due ascoltano appoggiando l’orecchio sui
rispettivi banchi. Poi si staccano i banchi, mentre un bambino
batte sul proprio banco l’altro bambino appoggia l’orecchio
sull’altro banco.
Conclusione
Nel primo caso si sentono nitidamente i battiti perché i banchi
essendo uniti permettono alle vibrazioni sonore di passare;
nel secondo caso non si sente nulla perché i banchi sono
separati.
Esperimento 13 IL SUONO VIAGGIA NEL METALLO
Diamo dei colpi sul termosifone dell'aula adiacente alla nostra. Appoggiando l'orecchio sul
termosifone della nostra aula li percepiamo chiaramente.
Perché
I termosifoni sono collegati tra loro da tubi metallici e il suono viaggia attraverso di essi.
Esperimento 14 IL SUONO VIAGGIA NEL VETRO
Appoggiando l'orecchio sul vetro della finestra sentiamo voci di bambini che giocano in giardino,
rombi di veicoli che passano sulla strada e versi di animali.
Perché
Oltre che nell’aria il suono si trasmette anche nei solidi e nei liquidi. In genere i solidi conducono
meglio dei liquidi e i liquidi conducono meglio die gas.
La velocità di propagazione dipende dalla struttura molecolare del mezzo cioè dal modo in cui le
sue particelle sono unite tra loro.
Esperimento 15: IL SUONO VIAGGIA NELL’ACCIAIO
Materiale
Forchetta
Procedimento
Un bambino fa vibrare le punte di una forchetta di
acciaio tenendola in mano: la vibrazione prodotta è
debole e si sente un suono leggero. Successivamente la
forchetta viene fatta vibrare tenuta tra i denti : nella
testa del bambino risuona un rumore molto più forte e
fastidioso.
Che cosa accade e perché
A.Panzarasa, P. Tacconi
7
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
La prima volta il suono emesso dalle punte della forchetta viaggia nell'aria, la seconda volta si
propaga dall'acciaio della forchetta alle ossa della testa che sono collegate all'orecchio.
IL DIAPASON
Esperimento 16: ESPERIENZE CON IL DIAPASON
Il diapason è una forcella di metallo che, percossa, vibra emettendo una nota: generalmente il LA.
I rebbi del diapason colpiti con un martelletto vibrano: si produce un suono quasi impercettibile e
l'ampiezza della vibrazione è appena visibile.
Descrizione dell’esperimento
Battere il diapason e appoggiarlo alle dita della nostra mano. Si sentono le vibrazioni.
Lo battiamo di nuovo e lo appoggiamo su una superficie rigida. Sentiamo un suono preciso: la nota
LA.
Conclusione
Il diapason amplifica la nota “ la “ se viene appoggiato su di una superficie.
Esperimento 17: IL SUONO NEI MATERIALI RIGIDI
Materiale
Diapason, legno, ceramica, plastica
Procedimento
Colpire i rebbi del diapason e appoggiare subito il piede del diapason su oggetti fatti da vari
materiali: di legno, di ceramica, di plastica.
Che cosa accade e perché
I suoni ottenuti sono diversi. Un materiale duro produce un suono forte perché anch'esso può
vibrare. Un diapason risuona molto quando fa vibrare fortemente la superficie su cui appoggia.
Esperimento 18: IL SUONO VIAGGIA NEI MATERIALI MORBIDI
Scopo
Comprendere che i materiali morbidi assorbono le vibrazioni
Materiale
Spugna, cuscino, carta
Procedimento
Proviamo a far vibrare oggetti morbidi come spugna, cuscino, carta.
A.Panzarasa, P. Tacconi
8
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
Che cosa accade e perché
Non sentiamo alcun suono. Da un materiale morbido esce una vibrazione leggera, perciò il suono è
debole e non viene amplificato
Esperimento 19: IL SUONO VIAGGIA NEI LIQUIDI?
Premessa
Pensando alle esperienze personali sappiamo che si possono sentire le voci degli istruttori di nuoto
stando immersi totalmente nell'acqua di una piscina o il rumore di due sassi battuti insieme
sott'acqua al mare.
Materiale
Diapason, bicchiere, acqua, martelletto percussore
Procedimento
Abbiamo riempito il bicchiere di acqua e dopo aver
percosso il diapason lo abbiamo immerso nell’acqua.
Che cosa accade e perché
Il diapason dopo essere stato percosso, ha prodotto delle
vibrazioni, che a loro volta si sono propagate nelle
molecole d’acqua. Maggiore è la velocità di oscillazione
dei rebbi del diapason, più velocemente oscilleranno le
molecole intorno.
Esperimento 20: BICCHIERI SONORI
Materiale occorrente:
Acqua , bicchieri o provette, martelletto costruito con una matita alla
cui estremità si applica un tappo di sughero.
Procedimento
Riempire in scala i bicchieri di acqua, percuoterli con il martelletto. Si
avvertono dei suoni diversi. Nel bicchiere più colmo si avverte un suono
più grave, mentre negli altri il suono è più acuto.
Che cosa accade e perché
La colonna d’aria influenza l’altezza del suono.
UN GIOCATTOLO SONORO
Esperimento 21: IL BASTONE DELLA PIOGGIA
Materiale
L’interno di un rotolo di carta cucina, un foglio di carta non troppo sottile ( quella per le fotocopie
va benissimo), colla (tipo attaccatutto), una” manciata” di riso, una matita, colori a tempera o
pennarelli.
A.Panzarasa, P. Tacconi
9
M.I.U.R. Piano ISS
Anno scolastico 2012/13
Procedimento
Appoggia un’estremità del “rotolo” sul foglio di carta e disegnane il
contorno (per 2 volte). Ritaglia i dischi leggermente più grandi (circa 1
cm.).Colorali, ti serviranno da “tappi”. Disegna e colora il “rotolo” come
preferisci. Applica la colla sul bordo del tubo, appoggiavi sopra un disco di
carta, quando sarà bene asciutta, ripiega verso il basso la carta “in più” ed
incollala al tubo. Versa dentro al tubo il riso e chiudi con il secondo disco
di carta anche questo lato.
Ecco pronto il tuo strumento musicale … muovilo lentamente… e
sentirai…
A.Panzarasa, P. Tacconi
10