Il fenomeno fisico

Il fenomeno fisico scelto per la realizzazione di materiale utile al superamento di alcuni principali nodi concettuali in meccanica è il rimbalzo di una pallina, perché si presta ad essere un buon esempio di fisica in contesto. Esso è raramente affrontato nel corso di fisica, benché si presti ad un’analisi a diversi livelli e sia un’occasione di controllo e consolidamento della capacità di guardare ai fenomeni utilizzando modelli fisici.
È un fenomeno ripetitivo, caratterizzato da sequenze di processi simili, che possono essere descritte da alcuni principali parametri sul piano fenomenologico. Ciascun processo è discontinuo e per una sua interpretazione fisica richiede una scomposizione in tre fasi: la caduta della pallina, la sua interazione con il pavimento e la risalita.
Durante la prima e l'ultima fase, le forze di attrito risultano trascurabili e quindi è possibile descrivere il moto della pallina come un moto uniformemente accelerato, conseguente dall'azione di un’unica forza agente (il peso). L’analisi cinematica e dinamica in questo caso è semplice, ma non va trascurata, perché la letteratura di ricerca didattica segnala molte difficoltà di apprendimento associate a tali processi [24].
Più complesso è l’esame della fase d'interazione con il pavimento: l’urto anelastico può essere rappresentato fenomenologicamente con un parametro di restituzione ed interpretato dinamicamente, limitandosi a formalizzare la frazione d’impulso o di energia meccanica trasferita in moti interni durante l'interazione. Un modello che renda conto di ciò che accade comporta la descrizione di questo trasferimento di energia: alcuni lavori [25,26] sono un utile riferimento per l'insegnante a tal proposito.