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The Pull of the Planets

Overview

The Pull of the Planets è un’attività di 30 minuti in cui squadre di bambini modellano i campi gravitazionali dei pianeti su una superficie flessibile. I bambini posizionano e muovono palline di diverse dimensioni e densità su un foglio di plastica per sviluppare un’immagine mentale di come la massa di un oggetto influenzi l’effetto che ha sullo spazio circostante.

Questa attività dovrebbe essere condotta dopo Heavyweight Champion: Giove!, che permette ai bambini di scoprire la forza di gravità nel sistema solare. Questi concetti coinvolgono una scienza più avanzata rispetto alle attività precedenti di Jupiter’s Family Secrets, ed esplorano più profondamente la scienza della missione Juno e le ricche informazioni che ci restituirà. I facilitatori che scelgono di intraprendere questa attività dovrebbero avere una solida padronanza delle basi scientifiche in modo da non introdurre idee sbagliate ai bambini.

Questa serie è appropriata per bambini dai 10 ai 13 anni.

Che senso ha?

• La gravità è la forza che mantiene i pianeti in orbita attorno al Sole. La gravità da sola ci tiene sulla superficie della Terra.
• I pianeti hanno proprietà misurabili, come la dimensione, la massa, la densità e la composizione. Le dimensioni e la massa di un pianeta determinano la sua attrazione gravitazionale.
• La massa e la dimensione di un pianeta determinano quanto sia forte la sua attrazione gravitazionale.
• I modelli possono aiutarci a sperimentare i movimenti degli oggetti nello spazio, che sono determinati dall’attrazione gravitazionale tra loro.

Materiali

Per ogni gruppo di 30 persone al massimo:

• Computer e proiettore per mostrare un’animazione di Juno in orbita attorno a Giove o una rappresentazione artistica di Juno in orbita, stampata preferibilmente a colori da siti come https://www.missionjuno.swri.edu/media-gallery/spacecraft.

Per ogni gruppo di quattro bambini:

• 1 telaio da ricamo (20″ per 12″ o più grande)
• Qualcosa per sostenere i bordi del telaio da ricamo, come mattoni di schiuma o libri
• 1 sottile foglio di plastica estensibile, come un sacco della spazzatura o fogli di plastica
• 2-4 (1/2″- largo) piccole biglie
• 1 (2″) palla di polistirolo™
• Mezzo barattolo di Play-Doh©

Per ogni bambino:

• Il mio diario del viaggio a Giove o solo la pagina relativa a “La forza dei pianeti”
• 1 matita o penna

Per l’animatore:

• Informazioni di base:
  • Segreti della famiglia del sistema solare
  • Gli altri giganti lontani sono pianeti affini con stranezze individuali
  • Interni, I vicini rocciosi sono fratelli della Terra
  • Inumerevoli piccoli oggetti fanno parte della famiglia allargata del nostro sistema solare
• Guida per il facilitatore alla gravità
• Lista della spesa

Preparazione

• Rivedere le informazioni di base complete e la Guida del facilitatore alla gravità.
• Prepara i campi gravitazionali: stendi i fogli di plastica (involucro di plastica o sacchetti della spazzatura) intorno all’interno dei cerchi da ricamo, poi aggiungi il cerchio esterno, tenendo la plastica ben tesa.
• Prepara il resto dei materiali.

Attività

1. Chiedi ai bambini di collegare ciò che hanno imparato sulla gravità ai movimenti degli oggetti nel sistema solare.

• Chiedete ai bambini di ricordare da Heavyweight Champion: Jupiter! Quali proprietà fanno sì che un pianeta abbia più o meno gravità? I pianeti che sono massicci e hanno i diametri più grandi hanno più gravità. Quali proprietà non influenzano la gravità? La presenza di un’atmosfera, la temperatura e la distanza dal Sole non influenzano la gravità di un pianeta.
• Gli oggetti del sistema solare sono fermi o sono in movimento? La gravità del Sole tira i pianeti in orbita attorno ad esso, e alcuni pianeti tirano le lune in orbita attorno a loro. Anche i veicoli spaziali sono in movimento attraverso il sistema solare, sia in orbita intorno alla Terra o alla Luna, sia in viaggio verso altri mondi, a causa delle forze gravitazionali. La missione Juno sarà tirata in orbita attorno a Giove dall’intensa gravità di Giove.
• In che modo la gravità influenza i movimenti degli oggetti – come i pianeti – nel sistema solare? Qualcuno ha visto o giocato con un “pozzo gravitazionale”? Come fa un “pozzo gravitazionale” a modellare la gravità nel sistema solare – quale parte di questo modello è il Sole? I pianeti? Il centro del pozzo gravitazionale è il Sole, e le monete o le biglie sono un modello dei pianeti. Più il pianeta è vicino al Sole, maggiore è l’attrazione della gravità del Sole, e più velocemente il pianeta orbita. Questo modello fallisce in quanto gli oggetti con orbite stabili non cadono nel Sole. (Le comete sono oggetti con orbite che possono facilmente diventare instabili e cadere nel Sole).

2. Dite ai bambini che faranno un modello di come gli oggetti – come i pianeti – interagiscono nello spazio.

• Qualcuno dei bambini ha giocato su un trampolino? Cosa succede alla superficie del trampolino quando ci si siede sopra? Cosa succederebbe se un amico provasse a far rotolare una palla sulla superficie con te seduto sopra?

Spiega che lo spazio può agire come la superficie del trampolino. Le rientranze fatte sulla superficie rappresentano i “pozzi di gravità” creati da oggetti massicci nello spazio.

3. Invitate i bambini a sperimentare gli stessi effetti su modelli in scala ridotta. Separate i bambini in gruppi e date ad ogni gruppo un cerchio da ricamo preparato, sospeso in aria su mattoni o libri. Spiegare che useranno biglie e palline di Play-Doh per modellare gli effetti della gravità sugli oggetti nello spazio.

• Cosa succederà ai fogli di plastica (spazio) se vi aggiungeranno una biglia? Si allungherà e la biglia rotolerà.
• Cosa succederà se ci sono due biglie sul foglio? Le biglie rotoleranno l’una verso l’altra.

4. Invita i bambini a sperimentare i loro modelli di spazio mettendo e facendo cadere le biglie (insieme e separatamente) sul foglio.

5. Chiedete ai gruppi di aggiungere ciascuno una grande palla rotonda di Play-Doh da 2″ per rappresentare un grande “pianeta” da solo sul foglio. Chiedete ai bambini di ipotizzare cosa accadrà se le biglie vengono lasciate cadere sul foglio, e fate loro registrare i loro pensieri nei loro diari prima di testarli. Dopo che hanno fatto cadere le biglie sul foglio, condividere che questa “attrazione” verso i “pianeti” è un modello di gravità.

• Come fa questo modello di gravità? Le biglie sono tirate, o “cadono”, verso il pianeta.
• Questo grande pianeta di Play-Doh rappresenta una gravità forte o debole? Questo pianeta ha una forte gravità – le biglie cadono direttamente verso di esso.

6. Chiedete ai gruppi di mettere una palla rotonda molto piccola di Play-Doh (circa la metà della dimensione di una biglia), che rappresenta un piccolo asteroide, da sola sul foglio. Fate annotare le loro previsioni nei loro diari e poi verificate cosa succederà alle biglie aggiunte al foglio.

• Cosa succederà se le biglie vengono aggiunte al foglio ora? Perché? Le biglie potrebbero impiegare più tempo per raggiungere l’asteroide di Play-Doh o potrebbero non muoversi affatto verso di esso.
• Che tipo di gravità avrà un piccolo asteroide rispetto ad un grande pianeta? Non ha molta “gravità”.

7. Chiedete ai gruppi di mettere la pallina di polistirolo da sola sul foglio e, annotando nei loro diari, sperimentare la sua attrazione gravitazionale.

• Che tipo di oggetto potrebbe modellare la pallina di polistirolo? Può rappresentare un pianeta non molto denso, come Saturno.
• Come si confronta la sua dimensione, massa e densità con quella del grande “pianeta” di Play-Doh? È circa la stessa dimensione, ma meno denso e quindi meno massiccio.
• Cosa succederà quando le biglie saranno aggiunte? Si comporteranno più come i pianeti di Play-Doh grandi o piccoli? Di nuovo, le biglie potrebbero impiegare più tempo per raggiungere il pianeta gigante a bassa densità; non sentiranno l’attrazione della gravità così fortemente come hanno fatto con il pianeta Play-Doh molto grande.
• Saturn ha la stessa gravità di Jupiter? La gravità di Saturno non è molto forte rispetto a quella di Giove.

Ricorda ai bambini che l’attrazione gravitazionale di un pianeta dipende dalla sua massa e dalle sue dimensioni. Saturno è di grandi dimensioni, ma non ha così tanta massa stipata nel suo volume come Giove.

8. Invitate i gruppi a sperimentare facendo cadere le biglie in luoghi diversi, e con diverse quantità di Play-Doh o la palla di polistirolo, in vari punti del loro campo di gravità.

• Le biglie girano mai brevemente intorno al pianeta?
• Evitano mai il pianeta?
• I piccoli asteroidi sperimentano la gravità? Gli asteroidi e altri piccoli corpi, come le comete, sono tenuti in orbita attorno al Sole dalla grande attrazione gravitazionale del Sole – anche quando sono a grandi distanze dal Sole. Possono anche essere tirati in orbita intorno a un pianeta – come le due lune di Marte – o impattare una luna o un pianeta.

9. Dopo che i bambini hanno finito di sperimentare, discutete i loro risultati.

• Come si sono comportate le biglie verso il più grande pianeta di Play-Doh? Sono rotolate direttamente verso di esso. In che modo questo era simile alla gravità? Il grande pianeta aveva molta massa e, nel nostro modello, molta gravità.
• Come si sono comportate le biglie verso il pianeta di polistirolo? Potrebbero averlo ignorato completamente. Perché? La biglia non aveva molta massa, e quindi aveva pochissima gravità in questo modello.
• Un oggetto grande ha sempre molta massa? No!
• Se possiamo misurare la gravità di un pianeta, e le sue dimensioni, cosa può dirci su quel pianeta? L’attrazione gravitazionale del pianeta può dirci di più sulla massa di quel pianeta, che ci aiuta a determinare la sua densità e com’è il suo interno.

Chiedete ai bambini di disegnare nei loro diari, sulla base dei loro modelli, quanto è profondo il pozzo gravitazionale che la Luna, la Terra e Giove creano nello spazio. Chiedi loro di descrivere come le differenze di gravità siano legate alle dimensioni e alla massa di ciascun oggetto.

10. Invita i bambini a descrivere in che modo questo modello di gravità assomiglia alla gravità reale e come fallisce.

• Gli oggetti nel sistema solare si muovono uno verso l’altro con la gravità reale, come hanno fatto nel modello? Sì.
• Gli oggetti rotolano uno verso l’altro nello spazio a causa della gravità? No, sono strattonati ma non rotolano.
• I pianeti del nostro sistema solare si scontrano di solito? No, sono molto distanti tra loro e orbitano intorno al Sole. A volte però comete e asteroidi si scontrano con i pianeti.

Conclusione

Spiegate che la missione Juno su Giove sperimenterà la gravità di Giove in modo molto simile a come potrebbe fare una biglia molto, molto piccola nel nostro modello. Mostra un’immagine o un’animazione video di Juno che orbita intorno a Giove. (Juno orbiterà intorno a Giove, tuttavia, piuttosto che caderci dentro). Gli strumenti di Juno terranno accuratamente traccia di come l’attrazione di Giove sulla navicella cambia quando la navicella passa sopra la superficie del pianeta. In questo modo, Juno sarà in grado di misurare come la gravità di Giove sia diversa da un luogo all’altro. Misurando i leggeri cambiamenti nella traiettoria di Juno, gli scienziati impareranno dove esattamente Giove mantiene il grosso della sua massa nel suo interno profondo. Gli scienziati possono quindi dedurre dettagli sulla composizione degli strati inferiori e del nucleo invisibili di Giove.

• Quanto sarà forte la forza di attrazione che Juno sentirà mentre orbita attorno a Giove? Un’attrazione molto forte!

Se possibile, costruite sulle conoscenze dei bambini proponendo loro una futura attività su Jupiter’s Family Secrets. Invita i bambini a tornare per concludere le loro indagini su Giove partecipando all’attività conclusiva, Il mio viaggio su Giove, dove creano degli album per documentare i loro viaggi nei misteri più profondi di Giove!