Potenziale elettrostatico

From: Zeno <vincal_at_TOGLIMIhotmail.com>
Date: Fri, 06 Dec 2002 17:57:56 GMT

Sono l'insegnante di fisica di Kiara che il 28 Nov 2002 alle
07:56:27 ha inviato il messaggio MsgID:
<8c614f57.0211280756.1a85dc6f_at_posting.google.com>
avente per oggetto il potenziale elettrostatico. Ho capito che il
messaggio era stato scritto da lei perche' qualche settimana fa in
classe alla fine dell'ora di lezione mi aveva posto la stessa
domanda. Anche se puo' apparire contraddittorio mi sento di dire
che sono molto contento che la mia alunna si sia rivolta al NG per
fare presente alcuni suoi dubbi nell'apprendimento di un importante
concetto fisico com'e' il potenziale elettrostatico. Porto spesso i
miei studenti nel laboratorio di informatica del liceo per vedere
cosa succede in rete relativamente alla didattica della fisica. E
sono stato proprio io a consigliare ai giovani, nel caso avessero
avuto bisogno, di inviare un messaggio a questo newsgroup per essere
aiutati.
Dunque, ben vengano queste richieste: la cosa importante e' che in
una maniera o in un'altra si discuta di fisica e si chiariscano
meglio le idee intorno ai temi forti di questa disciplina.
E veniamo alla domanda. Probabilmente non e' questa la sede ideale
per discutere di insegnamento della fisica. Ma qualche parolina in
proposito non guasta.
Non e' facile spiegare l'elettrostatica a studenti abituati a
imparare con l'ausilio di modelli spesso troppo concreti e poco
astratti. Da questo punto di vista il potenziale elettrostatico e'
forse uno dei concetti piu' teorici che esistano in tutto
l'elettromagnetismo di Maxwell. Questa storia del calcolo del lavoro
prodotto dal campo elettrico a spostare una carica da un punto A
all'infinito e' indigesta ai piu', in particolare agli studenti che
lo vengono a conoscere per la prima volta. L'esempio piu'
convincente che mi viene in mente e' il seguente.
Se in un punto vicino a una carica elettrica Q si pone una carica q1
quest'ultima subira' l'azione di una forza F. Se nello stesso punto
si pone una seconda carica q2 doppia della precedente questa seconda
carica subira' una forza doppia. E cosi' via. Se facciamo adesso il
rapporto Fi/qi si otterra' un valore sempre costante e indipendente
da q. Questo valore, com'e' noto, individua una g.f. vettoriale che
si chiama intensita' del campo elettrico E.
Adesso rifacciamo lo stesso ragionamento cambiando qualcosina. Se in
un punto di un campo elettrico si inserisce una carica elettrica,
per es. q1=2C, la sua energia potenziale diventa U1=12J. Adesso, se
inseriamo nello stesso punto una carica doppia, q2=4C, la sua
en.pot. risultera' doppia, cioe' U2=24J. E cosi' via. Nonostante
cambino sia la carica elettrica q che subisce il campo, sia
l'energia potenziale U del sistema delle due cariche Q e q, il
rapporto Ui/qi ha la proprieta' di rimanere sempre lo stesso, cioe'
V=6 volt e questa nuova g.f. e' appunto il potenziale e.s. che si
svincola dai valori della carica qi posta nel punto considerato e
dipende esclusivamente dal punto in cui si calcola e dalle
caratteristiche intrinseche al sistema (come la carica Q che produce
il campo e la costante dielettrica assoluta del mezzo). Dunque, come
il campo elettrico E e' una funzione del punto, il V e' anch'esso
una funzione del punto che ha la proprieta' di non dipendere dal
valore della carica messa li'.
Naturalmente vi sono anche altre questioni e tante altre
implicazioni che qui non e' possibile discutere.
Concludo dicendo che apprendere la fisica a scuola non e' sempre
un'esperienza noiosa e ripetitiva. Tutt'altro. Come dimostra il caso
di kiara l'apprendimento puo' essere reso piu' interessante e meno
angusto appena lo si vuole e si esce fuori dall'aula in cui spesso
si esaurisce il discorso sui contenuti. E questo NG aiuta a
stimolare il dibattito.
Saluti.
Vincenzo Calabro'
Received on Fri Dec 06 2002 - 18:57:56 CET