MATEMATICA E MODELLISMO

Costruzione di un aliante con applicazioni di matematica e fisica

Integrazione al POF di Stefano Cristani e Ubaldo Pernigo.  
Disegni dell’Ing. F.
Galè

E-Mail: stecri@libero.it


Un ringraziamento particolare all’Ing. F. Galè autore dei disegni in allegato e ispiratore del tutto.

Unità Didattica: Matematica, Scienze Fisiche, Educazione Tecnica, Educazione Artistica


GIUSTIFICAZIONE

L'UD è trasversale alle quattro materie curricolari indicate e ne utilizza, o meglio ne applica, alcune parti in una sorta di laboratorio pluridisciplinare. L’oggetto finale impone l’applicazione di diverse conoscenze, come quelle su: leve equazioni, rapporti, tecniche decorative, ecc.

L’attività e’ applicabile a qualunque alunno e permette in particolare di gratificare quelli con difficoltà comportamentali (e quindi recuperare affettività, autocontrollo, autostima), stimolare le eccellenze attraverso l’applicazione di equazioni e la costruzione di tabelle, per la ricerca di semplici parametri di verifica strutturale e aerodinamica .

Applicazione di leve e disegno permettono di concretizzare lavori già svolti normalmente nei curricoli ma qui finalizzati a qualcosa di concreto.

Tutto il lavoro è diviso in tre livelli di difficoltà per gli alunni fin dall’inizio. Indicativamente:

alunni di Prima Media = primo livello;    alunni di Seconda = secondo livello;    alunni di Terza = terzo livello.

E’ possibile anche applicare il lavoro a classi intere , o a gruppi eterogenei provenienti da classi diverse.


Premessa

Anni fa, visitando il laboratorio NASA di Langley in Virginia (USA) insieme all’amico Hewitt Philips, che vi lavorava da ben trentotto anni, ebbi la sorpresa di vedere le pareti del suo studio tappezzate di minuscoli aeromodelli in balsa dalle fogge più strane e svariate. In gergo questi areoplanini sono definiti balsetta. Mi spiegò allora che lui e i suoi colleghi (molti dei quali aereomodellisti attivi) usavano sperimentare ogni idea realizzando anzitutto un modellino volante, in balsa o polistirolo. Se si riesce a far volare un siffatto modellino allora vale la pena di approfondire l’esame della nuova idea, iniziando gli studi di fattibilità vera e propria” (da Aeromodellismo dell’Ing. F. Galè).

Quindi se anche lo Space Schuttle ha cominciato così…


Obiettivi generali (Scienze fisiche e matematiche)


Competenze

Conoscere e applicare le regole fondamentali per costruire un oggetto volante

 

 

 

 

 

DESTINATARI

 

PREREQUISITI

 

METODI

 

note

TEMPI COMPLESSIVI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tutti gli alunni

 ma indicativamente

 

         1° livello

      classe prima

media inferiore

 

 

 

 

Nessuno

Partendo dalla scatola seguire istruzioni Partendo dal disegno scelto (vedi allegato) tagliare e scolpire con taglierina e carta vetrata il poliuretano.

Lo spessore dell’ala può essere >  12% della corda alare

E’ suff. Partire da lastre di poliuretano (magazzino materiali edili) di 2cm di spessore.

Incidenze e angoli vanno mantenuti inalterati, si possono modificare in modo proporzionale tra loro, le superfici. Es:

lungh. Ala  +10, 20%, allora…

   …….+  10, 20 % di sup verticale coda.

Sup. orizz. Coda  + 10,20 %

------------OK  (+ stabile)

lungh. Fusoliera  + 10, 20%

  -----------OK  (  + stabile)

 Le due ali vanno incollate fra loro con diedro verso l’alto inserendo una spina di rinforzo in piallaccio.

Potrò inserire o intagliare un piccolo dente (gancio ) appena davanti al baricentro  per fiondare il modello con un elastico.

NB se il modello picchia: appesantire la coda. Se va su e giù a singhiozzo, appesantire il muso.

 

 

 

 

 Dalle 6 alle 10 ore

 

 

    

2° livello

classe

seconda media   inferiore

 

 

 

Saper eseguire un disegno tecnico elementare a tre viste

Conoscenza e applicazione di

  Rapporti e proporzioni

  Tabelle e grafici

 

 

 

 

Riprodurre in scala 1:1 il disegno, proponendo anche modifiche

Eseguire Partendo dal disegno scelto (vedi allegato) tagliare  e scolpire con taglierina e carta vetrata  il poliuretano.

 

 

 

 

Dalle 10 alle 12 ore

 

 

 

3° livello

classe terza

media inferiore

 

 

Saper eseguire  un disegno tecnico elementare a tre viste

Calcolo di aree elementari

Conoscenza e applicazione di

  Rapporti e proporzioni

  Tabelle e grafici

  Semplici equazioni

Riprodurre in scala 1:1 il disegno, proponendo anche modifiche

Eseguire Partendo dal disegno scelto (vedi allegato) tagliare  e scolpire con taglierina e carta vetrata  il poliuretano.

Eseguire calcoli strutturali

( scheda  1)

Eseguire calcoli dimensionali

( scheda  2)

Eseguire prove e tabulazioni come da allegato  ( scheda  3)

 

 

 

 

Dalle 12 alle 16 ore

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OGGETTO

 

 

LIVELLI OPERATIVI

 

OBIETTIVI

 

STRUMENTI e

MATERIALI

 

PRODOTTI

 INTERMEDI

 

INTER

DISCIPLINARIETA’

VALUTAZIONE

 

TEMPI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AERODINA

(modellino volante)

Aliante a volo libero o radiocomandato

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) LIVELLO: solo costruzione da scatola di montaggio

 

 

 

 

 

 

Prendere confidenza e manualità nella costruzione di un modello semplice ma funzionante

Acquisire la conoscenza di alcune leggi fisiche fondamentali (leve)

 

Scatola di montaggio prezzo circa 35.000

O

Poliuretano da lavorare

 

Fusoliera a piattina

Coda

Ala

Modello decorato

 

 

Ed. Tecnica lavoro manuale

Sc. Fisiche le leve

Ed. artistica decorazioni

 

Si valuterà:

il modello finito

e si compilerà

 un apposita scheda sulle attività integrative

 

 

 

 

 

1 ora

alla settimana

 

2) LIVELLO: schizzo e disegno a piacere e costruzione da polistirolo o poliuretano

 

 

 

Fare lo schizzo corretto di un aereo.

Ideare in modo corretto un proprio modello

Costruire bilanciare e fare volare il modello ideato

 

Poliuretano

Colla

Plastica adesiva

Balsa o piallaccio leggero

Listelli legno

Foglio e materiali da disegno

 

Schizzo

Fusoliera a piattina

Coda

Ala

 

 

Ed. Tecnica, lavoro manuale e disegno tecnico

Sc Matematiche: calcoli

Sc. Fisiche : le leve

Ed. artistica: decorazioni

 

 

 

 

 

1 ora

alla settimana

(accorpabile col terzo livello

 

3) livello: Progettazione (calcoli strutturali, parametri di stabilità) disegno, costruzione.

 

 

 

 

Progettare   e verificare con semplici equazioni:

Ø        carico di rottura,

Ø        portanza

Ø       parametri di stabilità.

Costruire il modello

Verificare

Eseguire proporzioni e semplici equazioni

Compilare tabelle

 

Poliuretano

Colla

Plastica adesiva

Balsa o piallaccio leggero

Listelli legno

Foglio e materiali da disegno

 

Schizzo

Calcoli

Fusoliera a piattina

Coda

Ala

Dati sperimentali

 

Ed. Tecnica : lavoro manuale e disegno tecnico

Sc Matematiche: calcoli

Sc. Fisiche : le leve

Ed. artistica: decorazioni

 

 

Si valuterà :

 il disegno tecnico  

il   modello finito

calcoli strutturali

parametri funz.

e si compilerà

 un’apposita scheda sulle attività integrative

 

 

 

 

 

1 ora

alla settimana


UTILIZZO DELLE NUOVE TECNOLOGIE

A coronamento dell’attività didattica o durante lo svolgersi della stessa potrà essere prevista la produzione di un ipertesto. Questo anche a seguito delle esperienze riguardanti la multimedialità e l’informatica già fatte dagli alunni . Tutto il modulo può essere seguito in itinere  da un “Diario di bordo” che raccoglierà esperienze e aneddoti, In seguito il tutto, comprese le note tecniche  che i ragazzi giudicheranno più importanti, le  informazioni varie raccolte da riviste enciclopedie e altro, verranno raccolte in forma di ipertesto. La collaborazione con l’insegnante di lettere sarà fondamentale.

La proposta di realizzare un ipertesto sarà sicuramente bene accolta sia da quelli che hanno già una certa confidenza sia da chi inesperto dell’ambito informatico avrà così la possibilità di vedere e imparare un modo nuovo di affrontare  e approfondire le proprie conoscenze. La possibilità di pubblicare, in seguito, tale ipertesto sarà un ulteriore stimolo.

Particolare cura andrà posta nella presentazione dell’iniziativa e nella realizzazione della mappa concettuale, che rispecchierà quella guida qui sotto riportata.


Schede operative

Scheda operativa n. 1 - Stabilità

Scheda operativa  n. 2 - Calcoli strutturali

Scheda operativa n. 3 - Misurazioni equazioni e calcoli vari


Allegati

Scheda di valutazione (preleva formato rtf)

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