Costruire un dinamometro

In classe è appeso alla parete un cartellone che rappresenta il Sistema di Numerazione Decimale e i valori relativi alla posizione delle cifre, in corrispondenza si trovano le marche e i valori del Sistema delle Grandezze misurabili relative alla lunghezza, al peso- massa e alla capacità. Ma cosa vuol dire peso - massa?

Generalmente nel linguaggio comune siamo abituati a parlare solo del peso mentre la massa non viene mai nominata se non relativamente a qualcosa di negativo riferito al corpo: es.”massa grassa”.

Nel linguaggio della fisica, la massa è la quantità di materia di cui è fatto un corpo. La massa di un oggetto resta la stessa in ogni luogo e si misura con la bilancia.

Nell'attuale Sistema Internazionale di misura, la massa è stata scelta come grandezza fisica fondamentale, cioè come unità campione di misura che è il chilogrammo ed è indicato col simbolo kg.

Il peso non è una caratteristica di ogni corpo come la massa, ma rappresenta semplicemente l’azione che su di esso si viene ad esercitare in conseguenza della sua posizione rispetto ad altri corpi. Il peso infatti è la misura della forza con cui i corpi sono attratti dalla forza di gravità al centro della terra. Il peso degli oggetti può cambiare in ogni luogo, infatti sulla luna, mancando la forza di gravità i corpi galleggiano nell’aria. La forza di gravità è la forza con cui la Terra attira a sé tutti i corpi. Se ci allontaniamo dalla terra, la forza di gravità diminuisce e con essa anche il peso di un corpo.

Ciò che rimane uguale è invece la massa. Ogni corpo quindi ha una massa che non cambia mai e un peso che varia a seconda della sua distanza dalla terra. Vi sono piccole variazioni di peso per i corpi che si trovano sulla superficie terrestre che diminuisce se si passa dai poli all’equatore e se si sale in montagna. Trattandosi di una forza, il peso dovrebbe essere espresso in Newton e in effetti nel Sistema Internazionale l’unità di misura della forza è il Newton. La massa invece, nel Sistema Internazionale, si misura in kilogrammi.

E’ evidente che le due grandezze sono completamente differenti, tuttavia nascono spesso equivoci e confusioni dovuti al fatto, come abbiamo già evidenziato, che un corpo massiccio ha anche un grande peso. A complicare le cose si aggiunge l’abitudine che nell’uso quotidiano il peso viene misurato in kilogrammi. Quando andiamo a comprare il pane sarebbe difficile chiedere al negoziante 9,8 newton di pane anziché il solito kilo.
Il peso si misura con il dinamometro. Anticamente il dinamometro era uno strumento di misura di peso, molto usato. Abbiamo provato a costruirne uno in classe in modo molto artigianale

Dopo aver spiegato il funzionamento ne abbiamo realizzato uno con una semplice molla e una matita. Poi con l’aiuto del collaboratore scolastico Vito, ci siamo procurati una tavoletta di legno e vi ha piantato un chiodo al centro. Abbiamo incollato sulla tavoletta della carta quadrettata e un metro di carta per stabilire di quanto si allunga la molla quando si cerca di misurare un corpo; ogni volta che si misura con il dinamometro si ha la misura in kg della forza peso esercitata dal corpo. Abbiamo legato al chiodo un secchiello realizzato con un semplice bicchiere di plastica e tenuto con dello spago. Ogni volta abbiamo inserito diversi oggetti per misurare la forza peso dei diversi oggetti che avevamo a disposizione in classe: dei sassi, dei fagioli, un po’ di farina, zucchero ….

Questo tipo di misurazione ha avuto lo scopo di far intuire con quale forza gli oggetti vengono attratti verso la terra, gli alunni hanno anche compreso che non sempre un oggetto molto voluminoso è pesante, questo perché il peso di un oggetto è rappresentato dal peso specifico cioè dalla densità delle particelle di cui è composto infatti il peso specifico è il rapporto tra massa e volume. Questi giorni faremo altri esperimenti per determinare il peso specifico di alcune sostanze di facile reperibilità. E’ essenziale che comunque queste attività vengano svolte in forma giocosa, i concetti sono complessi e richiedono numerosi rinforzi e manipolazioni pratiche.