Esperimenti di fisica in un laboratorio molto particolare: un parco di divertimenti

di Giovanni Pezzi*

Nell'insegnamento della fisica l'attività di laboratorio ha (o almeno dovrebbe avere) un ruolo centrale. Si è discusso a lungo sulle problematiche didattiche connesse ai diversi modi di impostare l'attività di laboratorio (a gruppi, dimostrativo, addestrativo, di scoperta guidata, ecc.). A tutto ciò si è aggiunto, negli ultimi anni, soprattutto grazie all'avvento delle nuove tecnologie, anche un diverso modo di intendere lo stesso ambiente del laboratorio, non più o non solo un luogo specializzato all'interno dell'edificio scolastico, ma un ambito più vasto per fare esperienze, spesso all'esterno della scuola. Anche un parco di divertimenti può essere un ottimo laboratorio di fisica.

Un'aula senza pareti

Una esperienza molto originale è nata in questi ultimi anni per iniziativa di un gruppo di docenti del Liceo "Torricelli" di Faenza che hanno sperimentato con le proprie classi la possibilità di fare esperimenti di fisica a Mirabilandia, noto parco di divertimenti vicino a Ravenna. In seguito l'attività si è trasformata in un percorso didattico, guidato da tutor specializzati, a disposizione di tutte le scuole e migliaia di studenti da ogni parte d'Italia ogni anno hanno potuto provarlo.

Il progetto si chiama "Fisica a Mirabilandia: un'aula senza pareti" e il titolo esprime bene il significato: si va a Mirabilandia come in un laboratorio, ma senza pareti. E si fanno esperimenti e misure di fenomeni veri, perché in un parco di divertimenti non c'è bisogno di riprodurre artificialmente i fenomeni fisici da studiare: sono davanti agli occhi nel moto di un carrello su un ottovolante, nella rotazione della ruota panoramica o della giostra dei cavalli o nelle accelerazioni non comuni di alcune attrazioni, ecc. Una disciplina come la fisica, ritenuta purtroppo spesso ostica, noiosa, e considerata non più di un insieme di formule da imparare a memoria, può associarsi nella mente dei ragazzi a un'esperienza gradevole, in cui i concetti acquistano concretezza e si può imparare e nello stesso tempo divertirsi.

La tecnologia portatile

Il laboratorio fuori dalla scuola è diventato possibile anche grazie allo sviluppo della tecnologia, che ha messo a disposizione sistemi di acquisizione dati portatili, costituiti da sensori, interfacce e software sempre più economici, versatili, potenti. Con questi si possono effettuare misure in qualunque ambiente, quindi anche nell'aula senza pareti del parco di divertimenti di Mirabilandia. Le ormai mitiche 'valigette nere' che i ragazzi portano con sé sulle attrazioni Katun, Eurowheel, Niagara, contengono sensori di accelerazione e di pressione e un'interfaccia collegata a una calcolatrice grafica su cui vengono visualizzati i grafici delle misure realizzate a bordo delle attrazioni.

Quale fisica in un parco di divertimenti?

Il laboratorio senza pareti di Mirabilandia offre molte possibilità di esperimenti di fisica. Vediamo qualche esempio.

Le Torri Discovery e Columbia sono costituite da due tralicci di metallo lungo i quali si muovono due carrelli, su cui vengono saldamente fissati i passeggeri. Nella prima torre il carrello, sollevato fino alla cima, a una cinquantina di metri d'altezza, viene lanciato verso il basso, per poi rimbalzare e tornare verso la cima del traliccio. Prima di fermarsi, il carrello compie diverse oscillazioni. Su queste Torri i ragazzi provano sul proprio corpo, e misurano con gli strumenti portatili, le accelerazioni a cui sono sottoposti, i cui grafici si visualizzano sul display degli strumenti.

Solo qui, non certo in un laboratorio scolastico, è possibile stare seduti su un carrello con un bicchier d'acqua in mano e vedere l'acqua salire verso l'alto!

Capita spesso, in un libro di testo, specialmente affrontando il tema dell'energia, di imbattersi in esempi o esercizi relativi alle 'montagne russe'. A Mirabilandia l'esercizio è 'dal vero': sugli ottovolanti come Katun e Niagara si misura la velocità al termine di una discesa, si determina il lavoro fatto per portare i carrelli alla massima altezza, si calcolano le variazioni di energia cinetica e potenziale e la dissipazione di energia per attrito. Tutto preso dal vero e non dalle situazioni spesso 'sterilizzate' di un esercizio da libro di testo.

Qualche altro esempio. I ragazzi rimangono meravigliati quando vedono le poco amate formule di trigonometria diventare utili mentre viene loro richiesto di misurare l'altezza delle Torri, senza salirci sopra, mediante una triangolazione. O quando misurano l'altezza della ruota panoramica, salendo a bordo muniti di sensori di pressione.

E che dire del Carousel, la giostra dei cavalli? La giostra della nostra infanzia si trasforma in un sistema di riferimento rotante dove la forza di Coriolis può essere vista all'opera e misurata e dove in trenta secondi si riesce a ripetere l'esperimento che Foucault col suo pendolo realizzò a Parigi nel 1851 in circa trenta ore.

Le attrazioni del parco possono essere anche oggetto di ricerca, per esempio per capire perché si provano sensazioni diverse salendo nel primo o nell'ultimo vagone di un ottovolante.

Conclusioni

In un'aula senza pareti come il parco di Mirabilandia si possono realizzare esperimenti non possibili in una normale aula di laboratorio, con un coinvolgimento emotivo molto forte, in un ambiente particolare. Per i ragazzi che vi hanno partecipato in questi anni è stata un'autentica rivelazione scoprire quanta e quale fisica c'è nelle attrazioni e vedere applicato ciò che avevano imparato a scuola nelle discese sul Katun o sulle Torri, o al Carousel o sulla ruota panoramica. Naturalmente, anche una giornata di fisica in un parco di divertimenti per essere efficace didatticamente deve essere gestita bene. Non bastano la capacità di comunicazione e la competenza dei tutor a cui i ragazzi sono affidati se non c'è un lavoro 'prima e dopo' in classe da parte dell'insegnante, in modo che gli studenti affrontino l'esperienza con una 'domanda di conoscenza' e la rielaborino al ritorno nelle aule scolastiche.

*Ha insegnato fisica nelle scuole superiori, si è occupato di formazione e aggiornamento insegnanti come supervisore di tirocinio presso la SSIS di Bologna. È autore di testi e pubblicazioni su varie riviste didattiche.