Altezza del Sole: metodo del bastone

Questo metodo, rispetto agli altri, ha il pregio di rappresentare nel miglior modo possibile le basi concettuali della misurazione dell'altezza del Sole.

Il bastone, piantato a terra o semplicemente appoggiato, rappresenta perfettamente lo gnomone. Si controlla la sua verticalità con lo strumento più adatto allo scopo: il filo a piombo. La lunghezza dell'ombra proiettata si misura facilmente per la facile determinazione dei suoi estremi (la base del bastone da una parte e l'estremità dell'ombra dall'altra). Anche la lunghezza del bastone è una misura altrettanto facile e priva di complicazioni.

Si prevede la presenza di tre studenti per ciascuna postazione. Il gruppo sceglie una posizione adatta (una superficie orizzontale ed esposta al sole). Un alunno tiene il bastone (di lunghezza nota) in posizione verticale aiutato da un secondo alunno che controlla con il filo a piombo. Nel momento della culminazione del Sole un terzo alunno segna la posizione sul terreno dell’estremità dell’ombra del bastone. Si passa quindi alla misurazione della lunghezza dell’ombra. Gli alunni di ciascuna postazione riportano in un disegno in scala il triangolo rettangolo formato dal bastone, dall’ombra e dal segmento che congiunge le loro due estremità. Quindi procedono alla misurazione diretta dell'angolo a con un goniometro. Il valore ottenuto può essere controllato utilizzando il nostro modulo di calcolo.

Una variante, con goniometro

Una variante di questo metodo, leggermente più complicata, prevede anche l'uso di un goniometro, costruito precedentemente, e di una cordicella.

Se da una parte la strumentazione è un po’ più elaborata, dall'altra si evitano le fasi della misurazione delle lunghezze e della riproduzione del triangolo rettangolo in scala sul foglio; inoltre gli oggetti che si utilizzano e la loro disposizione rappresentano il concetto con perfetta aderenza.

La cordicella, che viene tesa tra la punta del bastone e l'estremità dell'ombra, rappresenta molto bene la direzione dei raggi solari.

Il goniometro, di cartoncino robusto o di legno, può essere costruito dagli alunni stessi. E' sufficiente una forma a quarto di cerchio, e sarà tanto più preciso quanto maggiori saranno le sue dimensioni. Il goniometro dovrebbe avere un appoggio da un lato che lo tenga in piedi da solo, altrimenti il gruppo deve essere formato da almeno un'altra persona. E' importante che il centro del goniometro si trovi aderente al terreno, e non distanziato. Nel momento della misurazione si posiziona il centro del goniometro esattamente all’estremità dell’ombra del bastone. Poi, con calma, si tende una cordicella dalla punta del bastone al centro del goniometro. Infine si traccia sul goniometro con una matita il punto di passaggio della cordicella.
La misurazione dell’angolo può essere effettuata in classe completando la traccia e utilizzando un vero goniometro (per chi lavora con il linguaggio Logo può essere interessante far “trovare” agli alunni una procedura che disegni un goniometro da stampare e incollare sul cartoncino; in questo caso la misurazione dell'angolo può essere effettuata anche all'istante).

Vedi anche problemi di ombra e di penombra

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