Scheda V: esplorazione del modello fisico del rimbalzo, in un micromondo simulato

La scheda propone l'esplorazione del modello fisico del rimbalzo nel micromondo di Interactive Physics. Potrebbe essere alternativa alla scheda IV oppure la integra, con la sezione D di analisi energetica del sistema.
Il modello fisico proposto e rappresentato in due micromondi simulati, è quello di un punto materiale di massa selezionabile dall'utente, che cade da un'altezza scelta su un pavimento. L'urto con il pavimento è descritto da un parametro di elasticità della pallina.
La strategia scelta propone di ricavare le proprietà del modello fisico adottato dall'esame degli esiti della simulazione, per confrontarle con quelle degli esperimenti.

Il primo micromondo calcola l'evoluzione nel tempo delle grandezze cinematiche. È utile il confronto con i dati ottenuti dalle misure con il sonar (scheda III), volutamente rappresentati secondo sistemi di riferimento diversi, per evitare che il confronto si limiti ad una trasposizione puramente visiva.

Il secondo micromondo simulato propone un'analisi sul piano energetico.

La scheda si articola nella seguenti sezioni :

  1. Osservazioni sulla simulazione del rimbalzo. Introduce all'analisi delle conseguenze del modello, invitando ad osservare il moto dell'oggetto che rappresenta la pallina, e a riconoscere analogie e differenze con il moto osservato (scheda I) o misurato (scheda III).
  2. Rappresentazioni simboliche del moto. Durante la simulazione vengono mostrati i vettori velocità ed accelerazione del centro di massa dell'oggetto e ne viene rappresentata graficamente l'evoluzione, assieme a quella della posizione. Lo scopo è il riconoscimento delle caratteristiche cinematiche del moto, con identificazione dei punti notevoli.
  3. Analisi dei dati della simulazione. Viene proposta un'analisi dei dati simile a quella delle schede I o III. Si riconosce la costanza dei rapporti tra le quote massime raggiunte in rimbalzi successivi e di quelli tra le velocità prima e dopo l'urto con il pavimento, identificando questi ultimi con il parametro elasticità usato nella simulazione.
  4. Mediante la rappresentazione dell'energia cinetica, potenziale e totale della pallina durante il moto, si riconosce la natura discontinua del fenomeno, la perdita di energia meccanica ad ogni sua interazione con il pavimento e l'indipendenza del moto dalla sua massa.
  5. Riepilogo degli esiti della simulazione e discussione dell'adeguatezza del modello per la descrizione del fenomeno.