SPIDERMAN

Durante una dimostrazione in laboratorio di fisica Peter Parker fu morso da un ragno irradiato accidentalmente.

Da quel momento si accorse di possedere dei superpoteri tra cui, una maggiore agilità, la capacità di aderire ai muri e di espellere dai polsi la tela tipica degli aracnidi. 

Qual è l’avvenimento che vi ha colpito maggiormente di Spiderman? 

Sicuramente molti di voi si emozioneranno ancora pensando alla morte della sua amata Gwen Stacy.

Rapita da Goblin, acerrimo nemico dell’Uomo Ragno, viene portata in cima al ponte George Washington. Immediatamente Spiderman la raggiunge, ma nello scontro, il cattivo la getta dal ponte. 

Guidato dal suo istinto, il nostro eroe non esita a sparare le sue potentissime ragnatele, afferrandola un attimo prima dell’impatto con l’acqua. Ma, una volta riportata tra le sue braccia, scopre di averla uccisa con i suoi stessi poteri. 

Com’è possibile che un super eroe sia causa della morte della propria fidanzata?

Spiderman sicuramente non aveva una laurea in fisica!

Facciamo un semplice esperimento per vedere se Spiderman avrebbe potuto salvarla.

MATERIALE

• 2 bambole
• un filo (noi usiamo spago da cucina)
• un elastico
• un sostegno

PROCEDIMENTO

Attacchiamo ai piedi di una bambola l’elastico e a quelli dell’altra il filo. Fissiamo poi il filo e l’elastico al sostegno (noi usiamo dello scotch) .

Posizioniamole sul sostegno e lasciamole cadere contemporaneamente.

OSSERVAZIONI 

Osserveremo che la bambola attaccata al filo si fermerà bruscamente mentre quella attaccata all’elastico oscillerà un po’ prima di fermarsi.

Pensate al Bungee Jumping, quello sport in cui dei coraggiosi, forse anche matti, si lanciano da un ponte e sono legati ai piedi da un filo elastico. Quando l’elastico raggiunge il suo massimo allungamento inizierà a riaccorciarsi, per poi allungarsi di nuovo e così via, facendo oscillare la persona appesa. L’elasticità del filo fa sì che il ragazzo non si fermi bruscamente ma che la sua velocità diminuisca progressivamente. 

Se invece di un elastico usassimo una corda, il corpo in caduta libera passerebbe da avere una grande velocità ad arrestarsi in una frazione di secondo.

Per fermare il corpo in volo è necessaria una forza, ovvero una grandezza fisica che ne faccia variare la velocità. Nel caso dell'elastico la forza agisce sulla bambola per circa 5 secondi, mentre nel caso della corda solo per una frazione di secondo. Sappiamo che le forze agenti devono avere lo stesso effetto sulle due bambole, ovvero fermarle. Dato che la corda ha molto meno tempo per arrestare la caduta della bambola, allora la sua forza dovrà essere notevolmente superiore a quella esercitata dall'elastico. Questo colpo brusco si trasmetterebbe velocemente a tutti i tessuti del corpo, quindi anche alla colonna vertebrale, che non sopporterebbe tale sollecitazione.

Questo è proprio il motivo della morte di Gwen Stacy: la tela di Spiderman ha avuto su Gwen lo stesso effetto che la corda ha avuto sulla bambola. 

Divertiamoci ancora con le molle con un nuovo esperimento!

MATERIALE  

• 4 molle elicoidali a spirale 
• 1 asticella in legno o metallo (noi usiamo il sostegno delle tende della nonna)
• 2 sostegni per l’asticella (noi usiamo due tavolini)
• 3 pesi (noi usiamo quelli da 0,5 kg, 1 kg, 2 kg della bilancia a due piatti
• 1 metro

PROCEDIMENTO

Appoggiamo le estremità dell’asticella sui due sostegni fissandole in modo opportuno (noi usiamo le mani). Appendiamo le 4 molle sull’asticella. Alla prima molla non attaccheremo nulla, alla seconda il peso da 0,5 kg, alla terza quello da 1 kg e alla quarta quello da 2 kg. Rileviamo poi, servendoci del metro, qual è l’allungamento di ogni molla rispetto quella a riposo (senza pesi).

Registriamo i dati in una tabella, come sotto, per poi rappresentarli graficamente.

OSSERVAZIONI 

Una volta costruiti la tabella e il grafico relativo, ci accorgiamo che unendo i punti otteniamo una retta che passa per l’origine. Ciò vuol dire che il peso dell'oggetto è direttamente proporzionale all'allungamento della molla. 

Facciamo ora un altro esperimento con i materiali appena usati.

PROCEDIMENTO

Appendere un peso ad una molla e misurare la sua lunghezza.

Aggiungere poi una molla e rieffettuare la misura della prima e così via.

Registriamo i dati in una tabella, come sotto, per poi rappresentarli graficamente. 

OSSERVAZIONI 

Una volta costruiti la tabella e il grafico relativo ci accorgiamo che unendo i punti otteniamo una retta. Ciò vuol dire che più molle attacchiamo più ognuna di esse si allungherà.

Infatti notiamo che il peso appeso è sempre lo stesso, mentre l'allungamento della molla aumenta all'aumentare delle molle attaccate.

Quindi, se vogliamo che la nostra molla si allunghi meno, dobbiamo, per esempio, tagliarla a metà.

N.B. Ogni volta che usiamo uno strumento di misura dobbiamo considerare il cosiddetto "errore di misura", ovvero un margine di incertezza dovuto ad un' imprecisione nostra oppure ad un difetto dello strumento utilizzato. 
Nel nostro caso il metro ci mostra solo le tacche dei millimetri e quindi le nostre misurazioni non potranno considerare unità di misura inferiori a quella.
Le grandezze registrate non saranno mai perfette, ma saranno sempre delle approssimazioni.

Quindi non spaventatevi se la vostra retta non passa esattamente per tutti i punti, l'importante è che non si allontanino troppo da essa.

La fisica studia fenomeni reali e li schematizza con modelli ideali in cui gli errori di misura non vengono considerati. Nel nostro caso la retta che tocca perfettamente tutti i punti rappresenta un modello ideale, ma difficilmente nella realtà incontrerete una tale accuratezza. 

ELECTRO

Max Dillon era un esperto operaio di una compagnia elettrica, avido ed egocentrico. Un giorno un collega rimase intrappolato tra dei cavi elettrici e Max, dopo essersi fatto profumatamente pagare dal suo capo, riuscì a salvarlo, ma venne colpito da un fulmine mentre si aggrappava a dei cavi.

L’avvenimento non lo traumatizzò, anzi, ottenne la capacità di immagazzinare energia elettrica e scaricarla a piacere sotto forma di fulmini. Divenne così Electro, un criminale, acerrimo nemico di Spiderman.

Nei fumetti, lo vediamo spesso recarsi in qualche centrale elettrica per caricarsi, cioè consentendo alla corrente elettrica di scorrergli attraverso il corpo. 

Ma perché deve ricaricarsi così di frequente?

MATERIALI

• 1 tappeto

• 2 calzini

• 1 vittima 

PROCEDIMENTO

Strofinare i piedi sul tappeto indossando i calzini, avvicinarsi alla vittima facendo attenzione a non sfiorare oggetti metallici e toccarla con un dito.

OSSERVAZIONI 

Cosa è successo? Se avessimo toccato un oggetto metallico cosa sarebbe successo? 

Strofinando i piedi, ci siamo caricati proprio come fa Electro nelle centrali elettriche.

Toccando la vittima rilasciamo su di essa la carica che avevamo accumulato, dandole la scossa.

Se invece avessimo toccato un oggetto metallico, la nostra energia sarebbe passata tutta ad esso e noi ci saremmo trovati scarichi. 

Quindi, conoscendo la fisica, sappiamo che tattica usare per sconfiggerlo: possiamo sfruttare la sua avidità a nostro favore, sapendo che non esiterà a raccogliere qualche soldo trovato per strada.
Potremmo quindi distribuire sul suo camminino  delle monete, che toccandole lo faranno scaricare completamente.   Ora Electro sostanzialmente non ha alcun potere e nessuna grande abilità e quindi può essere facilmente sopraffatto da un bel gancio destro!








Guardate cosa succede anche nel prossimo esercizio. 

MATERIALI

• 1 palloncino

• 1 panno  

• Pezzetti di carta leggera

PROCEDIMENTO

Strofinare il palloncino con il panno e passare sopra ai pezzetti di carta. 

OSSERVAZIONI 

Cosa è successo? In natura esistono cariche elettriche negative (elettroni) e cariche elettriche positive (protoni). Cariche dello stesso segno si respingono, mentre cariche di segno opposto si attraggano.
Prima di essere strofinato, il palloncino è nel suo stato neutro, cioè possiede un numero di elettroni uguale a quello dei protoni.  Strofinando il palloncino con il panno, alcuni elettroni passano dalla lana al palloncino, che viene così caricato negativamente. Avvicinando il palloncino, i pezzetti di carta,  nel loro stato neutro, sentono la presenza della carica negativa e quindi reagiscono in questo modo: gli elettroni presenti nella carta si spostano sul lato più lontano dal palloncino, mentre su quello più vicino restano i protoni. Il risultato è che il palloncino e i pezzetti di carta si attraggono.

Il disegno seguente mostra in maniera semplificata il modo in cui le cariche si muovono.
I - rappresentano gli elettroni; i + rappresentano i protoni.

ATOMO

Ray Palmer, un professore di fisica, realizzò un raggio riducente usando un frammento di stella nana bianca trovato per caso durante un giro in macchina. Così il fisico è in grado di ridurre la propria altezza a una quindicina di centimetri e oltre, diventando perfino delle dimensione di un atomo.

Grazie  a questa capacità Atomo può farsi trasportare dalle correnti d’aria per spostarsi più velocemente.

Un episodio in cui sfrutta questa abilità è quando deve raggiungere la cima di un fienile in fiamme: decide di rimpicciolirsi fino ad avere un’altezza minore di 3 centimetri e diventare più leggero di una piuma. Atomo riesce così a raggiungere la sommità del fienile.

Ma è così facile essere trasportati dalle correnti di aria calda?

MATERIALI

• Legumi colorati
• 1 pentola
• 1 fornello

PROCEDIMENTO

Riempire la pentola d’acqua, aspettare che bolla e mettere dentro i legumi. 

OSSERVAZIONI 

Come si comportano i legumi?

I legumi continueranno a salire e scendere seguendo una traiettoria abbastanza costante. Questo succede perchè l’acqua che si scalda sul fondo della pentola sale verso l’alto, lasciando il posto a quella più fredda che si trova in superrficie e così via.

Atomo quindi, inizialmente sale verso la sommità del fienile, ma presto l’aria su cui viaggia si raffredda e lo riporta verso il basso, facendo la fine dei nostri legumi. 

Guardate cosa succede anche nel prossimo esercizio. 

MATERIALE

• 1 bicchiere
• Olio di semi
• Colorante alimentare
• Candela

PROCEDIMENTO

Mettere nel bicchiere un po’ d’olio di semi e aggiungere qualche goccia di colorante alimentare. Accendere la candela e posizionare sopra il bicchiere, servendosi di un sostegno. Attendere.

OSSERVAZIONI FINALI

Osserviamo che, quando l’olio si riscalda, si iniziano a formare delle bolle di colorante, che salgono verso l’alto e, raffreddandosi, scendono. 

ANT-MAN

Il primo uomo a rivestire i panni di Ant-Man è il dottor Henry Pym, un brillante scienziato che riuscì ad inventare un siero miniaturizzante, in grado di ridurlo alle dimensioni di una formica.

Un giorno Ant-Man, mentre sta per catturare un criminale della città, chiamato il Protettore, viene catturato da un'aspirapolvere, all’interno della quale non potrà sopravvivere a lungo, a causa dell’assenza di una via di fuga e di aria. 

Tuttavia, egli riesce a rompere il sacco di carta con un pugno e a scappare dal malvivente. 

Ciò può accadere poichè Ant-Man, seppur grande come una formica, rimane forte come un essere umano normale. Ma come può essere vero ciò?

MATERIALI

• 1 piano di legno di larghezza circa 10 cm.
• 2 chiodi uguali
• 1 martello
• 2 porta uova
• Una bottiglia 
• 2 palloncini

PROCEDIMENTO

Prendere il piano di legno e piantare, con l’uso di un martello, il chiodo 1. Girare il piano e piantare il chiodo 2 in modo che la testa di quest’ultimo sia lontana dal piano quanto la punta dell’altro.

Appoggiare due palloncini uguali nei porta uova e disporli alla stessa distanza dei due chiodi. Avvicinare il piano ai palloncini e imprimere una certa forza fino a che il primo non si rompa. 

OSSERVAZIONI 

Quale palloncino è scoppiato prima? Perchè?

Se il peso dei due chiodi e la forza che imprimono sui palloncini sono uguali, allora la differenza sta nella superficie di contatto: la punta o la testa.

I ragazzi osserveranno che il palloncino che si rompe prima è quello che viene colpito dalla punta del chiodo e quindi concluderanno che minore è la superficie, maggiore sarà il danno.

Per capire meglio facciamo un altro esempio

PROCEDIMENTO

Appoggiare sul primo palloncino la bottiglia e contemporaneamente sull’altro il chiodo. 

OSSERVAZIONI 

Quale palloncino scoppia prima? Nonostante il peso della bottiglia sia molto maggiore di quello del chiodo, quest’ultimo sarà comunque più veloce nel far esplodere il palloncino. Quindi, ciò che fa davvero la differenza è la superficie di contatto della punta del chiodo che è molto minore rispetto a quella della bottiglia. 

FLASH

Una notte, il magazzino delle sostanze chimiche di un dipartimento di polizia fu colpito da un fulmine che causò  la rottura di molti contenitori. Nelle vicinanze si trovava il ricercatore della polizia scientifica Barry Allen che venne bagnato dalle sostanze chimiche mentre il suo corpo era attraversato dalla corrente elettrica.

In quel momento ottenne il potere della supervelocità. 

Uno dei vantaggi di questa abilità è la capacità di fermare i proiettili in volo prima di essere colpito. 

Come possiamo spiegarci ciò?

MATERIALE

• Piano di appoggio liscio
• Scatola (noi usiamo un porta tovaglioli)
• Una telecamera (noi usiamo il telefono cellulare)

PROCEDIMENTO

Appoggiare l’oggetto al centro del piano liscio.

Fissare la telecamera sul bordo del piano in modo che riprenda lo stato dell’oggetto, iniziare la registrazione e muovere il piano in una direzione a piacere.

Fissare poi la telecamera in un punto esterno al piano in modo che riprenda lo stato della scatola e iniziare di nuovo la registrazione muovendo il piano nella stessa direzione di prima.

Guardare entrambi i video e notare le differenze.

OSSERVAZIONI

Si osserverà che la telecamera 1 vede la scatola sempre ferma, mentre la 2 vedrà la scatola muoversi. 

Qual è il vero stato della scatola? Fermo o in movimento?

Entrambi, dipende da dove ci troviamo! Se la telecamera è sul piano in movimento vedremo la scatola ferma poichè essa si sta muovendo insieme al piano e quindi con velocità uguale a quella della scatola.  Invece, la telecamera esterna al piano in movimento vedrà la scatola muoversi poichè l’una è ferma e l’altra in movimento. 

Nel caso di Flash dobbiamo pensare che la scatola rappresenti i proiettili mentre la telecamera sul piano ci mostra il punto di vista di Flash.  

Comportandosi come la telecamera 1 egli vedrà i proiettili sempre fermi, riuscendo così a bloccarli. 

Le differenze dovute al diverso punto di vista si possono notare anche nelle due foto seguenti: qual è quella dritta?

Guardate anche questo video !

Flash riesce anche a camminare sull'acqua grazie alla sua super velocità, ma, appena si ferma, affonda. Questo succede perché la superficie dell'acqua non sopporta il suo peso. Esistono però degli insetti molto leggeri che riescono a stare appoggiati sulla superficie senza affondare. Cosa li aiuta? Perché le loro zampe non vanno inevitabilmente sottacqua?

Proviamo con questo esercizio a capire cosa aiuta l’insetto a non penetrare l’acqua.

MATERIALE

• Bicchiere 
• Ago
• Sapone

PROCEDIMENTO

Riempire il bicchiere d'acqua il più possibile. Appoggiare l'ago sulla superficie dell'acqua delicatamente cosicché esso resti a galla. Servitevi di un altro ago per spostare il primo verso il centro del bicchiere. Aggiungere qualche goccia di sapone.

OSSERVAZIONI

Osserviamo che, appena aggiungiamo il sapone, l'ago cade in fondo al bicchiere, come se il detergente togliesse all'acqua la forza di sorreggerlo.
Ciò succede perché l'acqua è caratterizzata da una cosiddetta "tensione superficiale", ovvero una capacità di sorreggere degli oggetti leggeri. Il sapone ha invece la capacità di diminuire  la tensione superficiale, rendendo l'acqua "meno forte".