FISICA IN MOTO: IL LABORATORIO DI FISICA IN DUCATI

Cos'è Fisica in Moto?

Fisica in moto è il primo laboratorio didattico interattivo realizzato all’interno di un’azienda metalmeccanica interamente destinato agli studenti delle scuole medie superiori.
All’interno del laboratorio sarà possibile sperimentare (a partire da Gennaio 2008) grazie a semplici macchinari interattivi, la concretezza dei principi fisici studiati a scuola e il legame tra questi e la progettazione di una moto Ducati da MotoGP.
Partire dallo stupore per conoscere ciò che si ha di fronte: questo è il metodo didattico ed educativo che segue il laboratorio Fisica in Moto.
Sarà possibile per i professori di Fisica degli istituti superiori italiani utilizzare il laboratorio dal lunedì al venerdì, prenotando per tempo la visita all'interno del sito internet che stiamo appositamente realizzando.

Il laboratorio di fisica interattivo

Fisica in Moto vuole essere il ponte tra la scuola e la fabbrica passando attraverso l’esperienza dei musei della scienza e della tecnica.

Siamo convinti che per conoscere occorre appassionarsi a ciò che si ha davanti: per questo vogliamo portare i ragazzi non semplicemente a sperimentare, ma a fare esperienza di fisica. Gli studenti saranno dunque invitati a guardare, domandare e infine scoprire con le loro mani quanto siano affascinanti e concrete quelle stesse formule che normalmente rimangono noiosamente stampate sulle pagine di un libro.

Il viaggio all’interno del laboratorio parte dall’officina meccanica “Ducati Service”, continua all’interno del laboratorio della fisica per concludersi nell’ultima sala dove gli studenti si confronteranno in un vero e proprio MotoGP della Fisica.
Lo studio intuitivo, ma rigoroso di concetti fisici quali attrito, massa, peso, forze elastiche, momento angolare porterà ciascun team ad acquisire le conoscenze necessarie per arrivare in testa al traguardo.

Il percorso all'interno di Fisica in Moto

Fisica in Moto vuole essere il ponte tra la scuola e la fabbrica passando attraverso l’esperienza dei musei della scienza e della tecnica. Siamo convinti che per conoscere occorre appassionarsi a ciò che si ha davanti: per questo vogliamo portare i ragazzi non semplicemente a sperimentare, ma a fare esperienza di fisica. Gli studenti saranno dunque invitati a guardare, domandare e infine scoprire con le loro mani quanto siano affascinanti e concrete quelle stesse formule che normalmente rimangono noiosamente stampate sulle pagine di un libro. Il viaggio all’interno del laboratorio parte dall’officina meccanica “Ducati Service”, continua all’interno del laboratorio della fisica per concludersi nell’ultima sala dove gli studenti si confrontano in un vero e proprio MotoGP della fisica. Lo studio intuitivo, ma rigoroso di concetti fisici quali attrito, massa, peso, forze elastiche, momento angolare condurrà ciascun team ad acquisire le conoscenze necessarie per arrivare in testa al traguardo.

SALA 1

La sala 1 riproduce l’ambiente caratteristico di un’officina Ducati Service. All’interno della sala sono presenti 5 postazioni interattive che introducono in modo semplice ed intuitivo concetti base di fisica quali il momento di una forza, l’attrito, gli urti e le molle. Caratteristica principale di questa prima sala è stimolare la curiosità e le domande: non vogliamo fornire nozioni “preconfezionate”, ma invogliare i ragazzi a raggiungere con l’esperienza e l’osservazione la spiegazione dei fenomeni che si verificano. Le 5 postazioni:

È il momento

La prima postazione del laboratorio è interamente dedicata al momento. Contiene vari esperimenti come quello della “Chiave momentometrica”, dove si trovano chiavi inglesi di diversa lunghezza e una basetta filettata. La forza del nostro braccio è la stessa, ma usando chiavi diverse si ottengono risultati altrettanto diversi, fino a spezzare la vita nella basetta. Perché?

Linea di montaggio motore
I ragazzi utilizzando un avvitatore pneumatico, come quelli presenti luno la linea di montaggio, devono avvitare una frizione al carter motore e osservare le forze in gioco. Cosa accade? Quali forze agiscono sulla mano? Quali fenomeni simili si riscontrano nella vita di tutti i giorni?
Pit stop
Una ruota scorre attorno al proprio perno, ma cosa l’aiuta ad avere il minor attrito possibile? Come possiamo diminuire le perdite di velocità e sfruttare al massimo la potenza del motore? Effettuando un vero e proprio pit stop veniamo introdotti alla scoperta del mondo dell’attrito.

Desmopower
In ogni Ducati batte un cuore desmo, ma cosa è esattamente il sistema desmodromico? Quali principi fisici sfrutta? Quali sono le differenze con il sistema di distribuzione tradizionale?

Sedie a molla
Due sedie dall’aspetto sportivo sostenute da due diversi sistemi molla-smorzatore, Saltando sulle sedie tutti si attestano incredibilmente attorno alla medesima frequenza: è una magia o stiamo già utilizzando, senza neppure saperlo, dei principi fisici? E quali?

SALA 2
La seconda sala è un vero e proprio laboratorio di fisica dove conoscere in maniera più approfondita gli attori dei principi fisici. La differenza tra massa e peso, gli esperimenti sul secondo e terzo principio, la conservazione del momento angolare e la forza centrifuga sono i protagonisti indiscussi di questa sala.

Piano senza attrito
Un piano a basso attrito e cubi realizzati con materiali differenti ci introducono alla scoperta del primo attore dei pincipi fisici, la Massa, al suo stretto legame con la Densità ed alla sua differenza con il Peso. Provando a muovere le scatole sul piano è possibile notare come Massa, Forza e Accelerazione dialogano tra di loro.

Sedie del terzo principio
Un piano a basso attrito e due sedie sportive inserite all’interno di un vero e proprio ring. Alla scoperta del terzo principio della fisica.

Macchina di Flechter
Due motociclette di piccole dimensioni scorrono su di un piano con una guida trainate da due pesi : quale delle due moto vince la gara cambiando i fattori in gioco? Grazie all’ausilio della fotografia stroboscopica è poi possibile calcolare l’esatta Velocità raggiunta.

Giostra del momento angolare
I ragazzi si siedono su di una moto appoggiata su una trave che può ruotare intorno al proprio asse. La moto può muoversi avanti e indietro tramite un motore elettrico. Una volta messa in rotazione la giostra i ragazzi, semplicemente spostandosi lungo la trave, varieranno sensibilmente la propria Velocità: come è possibile?

Pista centripeta
È possibile rendere sensibilmente sperimentabile una forza “invisibile”? Questo è lo scopo di questa postazione che vuole, grazie ad una macchina telecomandata che si muove all’interno di una pista in plexiglass, aiutare a rendere maggiormente comprensibile la forza centripeta. Com’è possibile influenzare questa forza?

SALA 3
Sfruttando i principi precedentemente visti e fatti propri, gli studenti danno vita ad un vero e proprio MotoGP della fisica, sfidandosi lungo il circuito della Fisica in Moto che prevede tre entusiasmanti postazioni interattive.

Moto giroscopica
I ragazzi salgono su di una moto collocata sopra una struttura contenente due tamponi laterali. Un motore elettrico, azionabile con l’acceleratore, è collegato alla ruota anteriore. Quando la ruota è ferma la moto non potrà stare in equilibrio, ma quando il motore viene azionato entrano in gioco le forze giroscopiche ed è in momenti come questi che si può vedere l’abilità del pilota!

Cinematica messa in pratica
Come avviene la trasmissione del moto dal motore alla ruota posteriore? Lo scopo di questa postazione è quello di rispondere a questa domanda in maniera semplice e divertente. La macchina si utilizza in team: due ragazzi agiscono sui pistoni, mentre un terzo varia i rapporti del cambio. Un display misura la velocità raggiunta e la distanza percorsa decretando la vittoria del team più affiatato e resistente.

X-moto: moto mutante
Una motocicletta mutante, metà moto e metà bicicletta, conclude la sezione del GP della fisica, introducendo gli studenti in maniera intuitiva a concetti quali la coppia e la potenza. I ragazzi devono salire sulla X-moto e pedalare: un display mostra la coppia e la potenza erogata istante per istante e contemporaneamente viene tracciato il grafico della curva di coppia e di potenza di ognuno. Quale sarà il team campione del MotoGP della Fisica?

ALLA SCOPERTA DELLA FISICA IN MOTO - parte I

La storia del laboratorio Fisica in Moto inizia a Dicembre 2005, quando parlando davanti ad una birra con alcuni colleghi delle cose che ci stavano a cuore, dalla passione per i motori, all’educazione dei propri figli, abbiamo iniziato a discutere di cosa vuol dire educare. Infatti alcuni raccontavano che i propri figli studiando la fisica a scuola si annoiavano a morte, sentivano la cosa come necessaria, ma non affascinante, mentre la domenica pomeriggio erano pronti a saltare sul divano di casa ad ogni sorpasso di Capirossi in Moto GP ”. La discussione si è accesa: le due cose non possono essere divise! È proprio la passione, l’entusiasmo per ciò che si ha di fronte che ci spinge a conoscere e viceversa più si conosce una cosa più viene voglia di approfondirne la conoscenza.

Insomma, siamo tornati a casa con la consapevolezza che occorreva fare qualcosa.

Ma che cosa?

Poco tempo dopo ho l'opportunità di fare un breve tragitto in auto con Federico Minoli (allora Presidente e AD di Ducati Motor Holding, azienda per la quale chi vi scrive lavora).

Iniziamo a discutere su cosa vuol dire costruire qualcosa per il bene di tutti e gli racconto della mia esperienza in Università, della nascita del Club Mec (fondato da me con alcuni amici) per cercare di toccare con mano gli argomenti che venivano spegati in aula dai professori (parlavamo di motori, ma nessuno ci portava a vederli!), dei seminari organizzati e della nascita del laboratorio di smontaggio motori del Club.

Mentre racconto queste cose, ad un tratto Minoli mi guarda e mi dice: "Ma sai che io ho un'idea del genere? I miei bambini a scuola si annoiano a morte perchè non riescono a cogliere il nesso tra quello che studiano e le cose che gli interessano. Quando li porto in giro in azienda invece si esaltano per ogni minima cosa. Però anche l'azienda, normalmente è un mondo chiuso, autoreferenziale. Questi due mondi, che sono strettamente legati, che sono fattore portante dell'educazione di ognuno, non si parlano. Tutti i miei amici che hanno dei figli mi confermano che anche per loro così. A questo proposito, io ed Elena Ugolini (Preside del Liceo Malpighi) abbiamo avuto un'idea: costruire un ponte tra la scuola e la fabbrica, che insegni le materie scolastiche, per Ducati ad esempio potrebbe essere la fisica, in maniera esperienziale e coinvolgente. Una specie di laboratorio dove i ragazzi possano utilizzare dei macchinari interattivi grazie ai quali intuire il significato concreto di quelle noiose leggi fisiche imparate a memoria sui banchi di scuola. Insomma: cosa c’entra Capirossi con F= m x a".

"Alcuni tuoi colleghi e professori del Liceo Malpighi sono già al lavoro su questo, ma tu devi assolutamente fare parte di questo gruppo: se vuoi contattali e vai a vedere cosa stanno facendo".

(fine prima parte)

BENVENUTI SU FISICA IN MOTO

Vi diamo il benvenuto sul blog di Fisica in Moto, il laboratorio didattico interattivo che Ducati sta realizzando all'interno del proprio stabilimento di Borgo Panigale.

Il laboratorio sarà destinato agli studenti delle scuole superiori, verrà inaugurato a metà ottobre 2007 ed entrerà in funzione a partire da Gennaio 2008.

Se volete essere aggiornati sull'avanzamento dei lavori non perdete di vista questo blog.