Durante uno spettacolo di un giocoliere ad un certo istante 6 palle identiche si trovano tutte alla stessa altezza, come raffigurato sotto, dove le linee tratteggiate sono le loro traiettorie e i vettori rappresentano le loro velocità in tale istante. Supponiamo che non vi sia attrito dell'aria. Che cosa possiamo dire delle forze che stanno agendo sulle diverse palle in tale istante? | ||
(A) | sono tutte diverse | |
(B) | sono tutte uguali | |
(C) | alcune sono uguali, altre no (specificare) | |
(D) | le informazioni non bastano per rispondere |
Le palle sono soggette solo al loro peso, che è uguale. La risposta corretta è B.
Non è corretto dire che le due palle con traiettoria curvilinea sono soggette anche alla forza centrifuga:
questa è una forza "apparente" che verrebbe percepita solo da un osservatore che fosse "fissato" a tali palle.
Il quesito, insieme ai quesiti 2b.1, 2b.2, 2b.3, 2b.4, 3a.1, 3a.2, è una revisione di quesiti simili
utilizzati per testare le conoscenze di fisica relative alle cause del moto e alla composizione dei moti di studenti
di fine-superiori o inizio-università
in varie università americane e riproposti (sia intorno al 1985 che intorno al 1995) presso
l'Università la Sapienza di Roma (a matricole di Fisica e di Biologia). Complessivamente, dagli esiti di questi
quesiti, emerge che l'insegnamento scolastico "tradizionale" non riesce a modificare le misconcezioni sull'origine
del moto di gran parte degli studenti, i quali, di fronte a problemi non formulati in modo scolastico standardizzato,
tendono a utilizzare una "teoria fisica" intuitiva che ricorda ora quella aristotelica (il moto di un corpo non può mantenersi in assenza di una forza "esterna" che lo alimenti),
ora la "teoria dell'impeto" medioevale (la forza esterna che mette in moto l'oggetto viene acquisita da esso
sotto forma di forza interna, detta "impeto", che man mano si dissipa - per alcuni teorici spontaneamente, per altri
a casua di forze esterne, come la resistenza dell'aria). Le risposte corrette per questo tipo di quesiti mediamente
sono risultate essere solo circa il 40% negli anni '80, sceso a circa il 30% negli anni '90.
Questo particolare quesito va peggio
rispetto alla media (30% di risposte corrette, scese attorno al 20% negli anni 90).
La risposta sbagliata più frequente è la A, da parte di chi correla la velocità
alla forza agente;
segue la risposta C, in genere da parte di chi distingue le traiettorie curvilinee dalle altre.
Il suggerimento per
l'insegnamento che sembra emergere è l'importanza di far esplicitare agli alunni le loro concezioni
(e misconcezioni) intutive, ed assmuere esse, o la messa in crisi di esse, come punto di partenza per
la costruzione di una corretta sistemazione teorica.