Insegnare fisica/Didattica tradizionale/Gravità

Significato della parola gravità

Approfittiamo di questo spazio per affrontare un tema didattico più generale, di natura semantica. Un problema molto diffuso, che persiste fino a livello universitario, nasce dalla risposta fornita da molti insegnanti e genitori quando il bambino chiede "Perché le cose cadono?" Una risposta molto comune è "A causa della gravità". I bambini, e anche molti adulti, prendono questa risposta in un senso del tutto letterale: dal momento che è stata usata la forma "a causa", essi passano in modo acritico alla conclusione che è stata data una risposta alla loro domanda.

Gli studenti dovrebbero essere messi al corrente della storia del termine, oltre al fatto che, nonostante la potenza della sintesi newtoniana e la bellezza della teoria della relatività generale, non possediamo alcun meccanismo per questa interazione e non abbiamo idea di come essa "funzioni".

E' quindi importante aiutare gli studenti a vedere che i nomi, in quanto tali, non costituiscono una conoscenza o una comprensione, e se uniamo ciò all'enfasi delle definizioni operative accurate, si fa molto per porre gli studenti nella condizione di riconoscere sia quando essi non comprendono il significato di un termine tecnico, sia quando questo significato è stato o non è stato fornito. Così facendo, si induce le persone a smettere di fare sfoggio di termini che non capiscono.

Verticale e orizzontale (significato)

E' bene tenere di conto che pochissimi studenti posseggono davvero una definizione operativa dei termini "orizzontale" e "verticale". Spesso, se gli viene chiesto il significato del termine "verticale", essi rispondono "perpendicolarmente al terreno", ma entrano in forte stallo una volta messi a confronto con una superficie in salita o una in discesa. E' consigliabile, quindi, munirli fin da subito della nozione di "filo a piombo" e delle dovute conseguenze.

Aria e gravità

Molti studenti, specialmente quelli non orientati verso materie scientifiche, associano all'idea di pressione atmosferica quella di "spingere verso il basso" e quindi arrivare a unire il concetto con quello della gravità, fino al punto da poter ritenere che un oggetto all'interno di una campana di vetro alla quale sia stato applicato il vuoto possa fluttuare, pur trovandosi sulla superficie terrestre.

Il significato di $g$

Molti studenti, compresi quelli dei corsi specialisti di fisica, non hanno chiaro il significato del simbolo $g$: di solito rispondono "la gravità" e tendono ad associarlo più a una forza che non a una accelerazione. Per molti studenti questo simbolo è soltanto un rituale di passaggio all'interno di una risoluzione meccanicistica di problemi assegnati.

Peso di un oggetto

Il termine "peso di un oggetto" dovrebbe essere introdotto per indicare la forza gravitazionale esercitata dalla Terra sull'oggetto, e in seguito dovrebbe essere utilizzato esclusivamente in tale accezione. La forza che noi sentiamo quando teniamo sollevato un oggetto non è il peso del corpo, ma la forza di contatto tra l'oggetto e la nostra mano. E' vero che la forza di contatto è talvolta uguale al peso dell'oggetto, ma questa uguaglianza non la rende la stessa forza. Questa distinzione tra le due forze non è banale e, se non si mantiene, viene perduta una gran parte della comprensione del vocabolario scientifico. Inoltre, si rischia di minare la comprensione della coppia di forze (dovuta alla terza legge) che si genera nell'interfaccia tra due superfici a contatto.

Bibliografia

• (EN) Arnold B. Arons, Teaching introductory physics, New York, Wiley publication, 1997, pp. Chapter 3, ISBN 0-471-13707-3.