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Concorso "PROGETTA e COSTRUISCI una MERIDIANA" lanciato da: GIOIAMATHESIS di Gioia del Colle, www.gioiamathesis.it

PARTECIPANO al PROGETTO gli ALUNNI della Classe 5^, Sezioni A e B Età degli Scolari: 9 - 11 anni.

Anno scolastico 2003-2004

Elenco nomi degli scolari:

Bargero Fabio - Bellini Giulia - Castellaro Federico - Frasca Marco Sezione A Mangolini Marzia della Sezione A

Beccaro Simone - Geraci Valentina - Giglio Samuele - Ottone Federico - Pugno Andrea della  Sezione B

Insegnante referente: Bonadè sr. Piera

MOTIVAZIONI E OBIETTIVI

E' successo di trovarci a guardare con il naso all'insù due vecchie meridiane scovate per caso sul muro di un vecchio edificio che dà sul cortile del Museo Civico e della Biblioteca Comunale della nostra città, Casale Monferrato.

Quegli orologi solari, sull'intonaco sbiadito, hanno suscitato una strana e particolare suggestione, in quanto testimoni del sapere antico che ha da sempre unito astronomia e scienza, andando spesse volte ben oltre la semplice funzione di indicatore del tempo che passa, per arrivare ad essere simbolo ed emblema dell'ineluttabile avvicendarsi delle stagioni della vita. Infatti l'orologio solare, detto anche meridiana, è un ingegnoso apparato inventato dall'uomo, per cui il Sole rappresenta il simbolismo della vita; ecco quindi apparire sul quadrante, oltre all'intreccio delle varie linee, anche vari motti filosofici o popolareschi.

La tradizionale curiosità che i ragazzi hanno sempre dimostrato verso argomenti astronomici e scientifici, che per altro stavamo svolgendo in scienze e geografia, ha spinto il consiglio di classe ad affrontare l'impegnativo tema della gnomonica (scienza che studia gli orologi solari) e ad iscriverci al Concorso: "Progetta e costruisci una Meridiana", lanciato dalla SOCIETÀ ITALIANA DI SCIENZE E MATEMATICA GIOIAMATHESIS, SEZIONE GIOIA DEL COLLE.

La realizzazione del lavoro è stata favorita, oltre che dal vivo interesse degli alunni, dalla collaborazione del sig. Giorgio Mesturini, progettista e costruttore di meridiane della nostra città, la cui attività è meglio illustrata sul sito www.mesturini.com

l progetto si è snodato in diverse tappe:

A) Un primo ciclo di lezioni allargate a tutti gli alunni delle due sezioni della Scuola Primaria, Classi 5^ A e B, durante le quali si sono richiamati i concetti basilari: punti cardinali, movimento relativo del Sole, rotazione e rivoluzione della Terra, direzione dell'asse terrestre verso la stella Polare, uso della bussola, coordinate geografiche, divisione del giorno in ore e minuti, uso dell'ombra come orologio, ecc. in parte già affrontati in geografia, scienze e matematica.

B) Una seconda fase, a gruppo più ristretto (gli scolari avevano la possibilità di scegliere tra diverse attività collaterali), è consistita nello scegliere il tipo di orologio solare da progettare, tenendo conto delle capacità e delle possibilità dei ragazzi, avvalendosi di ricerche fatte sia con i mezzi didattici tradizionali (libri, immagini, ecc) sia attraverso le tecnologie telematiche moderne (internet). Si è optato per una meridiana o orologio solare di tipo equatoriale.

C) Terza fase: la "costruzione" vera e propria dell'orologio solare, avvalendosi dell'aiuto di appassionati di bricolage; un ausilio importante è venuto da alcuni nonni… Durante la costruzione sono state scattate alcune fotografie a testimoniare le varie tappe del lavoro.

D) La quarta ed ultima fase è consistita nel mettere insieme la documentazione, registrando il tutto in un CD, non soltanto al fine di presentarla al Concorso MATHESIS, ma anche per presentare il lavoro ai compagni e ai genitori.

ATTUAZIONE

Si decide di attuare l'orologio solare adatto ad essere posizionato nella nostra città di Casale Monferrato, avente come coordinate geografiche una Latitudine di 45°8' Nord ed una Longitudine di 8°27' Est.

Anziché una meridiana tradizionale da dipingere su di una parete si sceglie di studiare un orologio solare di tipo equatoriale, avente un asse inclinato da posizionarsi esattamente sul piano Nord-Sud e dotato di una serie di riferimenti orari (numeri) disposti su di una corona circolare a distanza precisa. La dimensione dell'orologio solare doveva risultare abbastanza grande per poterlo vedere da una certa distanza e nello stesso tempo abbastanza piccolo da poterlo costruire con mezzi artigianali e senza grosse spese.

Verifichiamo che il movimento di rotazione della Terra attorno al Sole (collegamento con geografia e scienze) corrisponde a 360°: infatti 1 giorno = 1 giro; quindi, come studiato in matematica, 1 angolo giro è uguale a 360°. Calcoliamo allora che l'angolo di rotazione della durata di 1 ora si ottiene semplicemente dividendo 360°: 24 ore = 15°. È allora sufficiente posizionare i vari numeri corrispondenti alle ore alla distanza di 15° uno dall'altro.

Insieme all'esperto, si fanno due ipotesi: o realizzare un semi-cilindro concavo su cui si sarebbe proiettata l'ombra di uno stilo (bacchetta o filo), oppure sullo stesso semi-cilindro (ma di forma convessa) ritagliare le varie cifre bucate che proiettassero direttamente la luce solare su di un riferimento fisso. Il riferimento fisso: una linea giacente sul piano meridiano ed inclinata in conformità alla latitudine di Casale Monferrato, che come detto è di 45°.

Si opta per la seconda ipotesi.

Per la realizzazione si scarta subito l'idea di utilizzare materiali deperibili ,come il cartone o il legno compensato, in quanto non resistenti alle intemperie. Si scelgono quindi materiali duraturi come il metallo e la pietra. A qualcuno viene l'idea di utilizzare dei cerchi da bicicletta su cui fissare delle piastrine di alluminio sottile, facilmente lavorabili con le lame da traforo: era ottima idea.

I cerchi da bicicletta sono in lega di alluminio ed hanno già i fori per i raggi: trovare un modello di ruota con 24 raggi , la suddivisione sarebbe ottimale: 1 ora = 1 foro…

È cominciata la ricerca: i ragazzi sono andati a contare quanti sono i raggi delle ruote di bicicletta posteggiate in cortile. Il risultato è stato il seguente:

Bicicletta A: interno cerchio cm 56 n° raggi 34 Bicicletta B: interno cerchio cm 50 n° raggi 36 Bicicletta C: interno cerchio cm 56 n° raggi 36 Bicicletta D: interno cerchio cm 60 n° raggi 36

Si decide di utilizzare i cerchi di una bicicletta tipo D, posizionando i numeri orari ogni 1 foro e mezzo, poiché 36 fori : 24 ore = 1,5 fori ogni ora, che vengono acquistati presso un locale negozio rivenditore di biciclette.

Si procede poi alla costruzione delle piastrine di alluminio che vengono forate con il trapano (Foto 2), poi contrassegnate con pennarello usando modelli di cartoncino ritagliati con cura (Foto 3), quindi tagliate con il seghetto da traforo (Foto 4) e successivamente fissate ai cerchi, tramite rivetti a strappo (Foto 5).