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LICEO SCIENTIFICO STATALE “ALESSANDRO ANTONELLI” Via Toscana, 20 – 28100 NOVARA 0321 – 465480/458381 0321 – 465143 lsantone@liceoantonelli.novara.it http://www.liceoantonelli.novara.it
C.F.80014880035 – Cod.Mecc. NOPS010004
Dipartimento di Matematica, Fisica e Informatica
PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE DI FISICA
Documento comune Anno Scolastico 2015-2016
DOCENTI: Amicangioli Maria Luigia, Baracco Maria Rosa, Borando Mara, Cavalli Paolo, Coppola Giulia, Degrate Paola, Di Prospero Federica, Failla Mulone Elena, Filippi Emma Maria, Fragonara Morena, Frassini Patrizia, Frigato Maria Teresa, Giarratana Clelia, Giordano Mario, Manara Franco, Mazzeo Giulia, Panigoni Anna Maria, Tagliaretti Mauro.
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Premessa
A partire dal presente anno scolastico saranno
introdotte griglie comuni per la valutazione delle
prove che attualmente sono in fase di
sperimentazione. Al temine della sperimentazione,
già nel corso del primo quadrimestre, saranno
allegate al presente documento, costituendo
riferimento comune per tutte le classi.
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Classi Prime
Periodo: primo quadrimestre
UDA 1: Introduzione al metodo sperimentale
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Il metodo sperimentale
Definizione Operativa di grandezza
fisica:
Il Sistema Internazionale e le unità
di misura
Misure di Superficie e di volume
Multipli e sottomultipli di unità di
misura
Notazione scientifica ed ordine di
grandezza
Caratteristiche di uno strumento di
misura
Misure dirette e misure indirette
Cenni sulla Teoria dell’errore:
Errori accidentali ed errori
sistematici
Errore assoluto ed errore relativo di
una misura
Precisione di una misura
Cifre significative
Propagazione degli errori nelle
operazioni tra misure (somma
algebrica, prodotto, divisione)
Cenni di stime statistiche:
la media di un insieme di misure
Valutazione dell’errore massimo di un
insieme di misure: la semi dispersione
Conoscere quale è il campo di
indagine della disciplina ed il
metodo adottato (metodo
sperimentale)
Conoscere la definizione operativa
di una grandezza fisica, il
significato del S.I. di misura e la
definizione operativa delle
principali grandezze fisiche del
S.I. (massa, lunghezza, tempo)
Conoscere la notazione decimale e
la notazione esponenziale di un
numero decimale
Conoscere la differenza tra
misure dirette e misure indirette
Conoscere la differenza tra
errori sistematici ed errori
casuali
Conoscere le caratteristiche di
uno strumento di misura
(sensibilità e portata) e di come si
relazionano con gli errori di
misura
Conoscere la differenza tra
errore assoluto ed errore relativo
Conoscere il significato statistico
di media e dispersione
Saper operare e con i numeri nelle
varie notazioni (decimale,
frazionaria, esponenziale, con i
prefissi) e saperli confrontare tra
loro
Saper scrivere un numero in
notazione scientifica e saperne
individuare l’ordine di grandezza
Saper trasformare misure in
multipli e sottomultipli dell’unità
di misura
Saper misurare lunghezze,
superfici, volumi tempi e masse
con metodi diretti ed indiretti
Saper analizzare e rielaborare i
dati sperimentali stimando la
bontà delle misure effettuate
Uso degli strumenti
di misura: Metri
calibri, bilancia
orologi e cronometri
Misure dirette ed
indirette: misura di
lunghezze, superfici
e volumi di oggetti
regolari ed
irregolari e analisi
degli errori di
misura
Studio di un
fenomeno periodico
(pendolo o scariche
elettriche) e stima
dell’errore
sistematico relativo
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UDA 2: Relazioni tra grandezze Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Relazione di proporzionalità diretta
ed inversa,
Proporzionalità quadratica
Rappresentazione grafica delle
relazioni di proporzionalità
Conoscere il significato di
grandezze direttamente ed
inversamente proporzionali
Conoscere la rappresentazione
cartesiana della relazione di
proporzionalità diretta, inversa,
quadratica
Saper utilizzare la proporzionalità
diretta per : Rappresentazioni
grafiche (rappresentazioni in scala
o rappresentazioni grafiche di dati)
; Calcolo di percentuali
Saper rappresentare graficamente
la relazione di proporzionalità
diretta, inversa e quadratica
Saper leggere un grafico cartesiano
Calcolo della densità
di solidi, liquidi
UDA 3: Grandezze vettoriali Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Grandezze scalari e vettoriali
Operazioni con i vettori (somma di
vettori, differenza, prodotto di un
vettore per un numero scalare )
La scomposizione di un vettore lungo
direzioni assegnate
Le funzioni goniometriche (seno e
coseno di un angolo)
Scomposizione di un vettore lungo gli
assi cartesiani
Conoscere la differenza tra una
grandezza scalare e vettoriale
Conoscere gli elementi
identificativi di una grandezza
vettoriale
Conoscere le operazioni tra
grandezze vettoriali e grandezze
vettoriali e scalari
Conoscere le funzioni
goniometriche seno e coseno di un
angolo
Conoscere il significato di
componente di un vettore lungo
una direzione assegnata
Saper definire e rappresentare una
grandezza vettoriale attraverso
direzione, intensità, verso e punto
di applicazione,
Saper calcolare la
somma/differenza di vettori aventi
la stessa direzione e stesso
verso/verso opposto
Saper calcolare la
somma/differenza di vettori con
direzioni non parallele (regola del
Parallelogramma)
Saper scomporre un vettore lungo
direzioni assegnate
Saper calcolare le componenti
cartesiane di un vettore
Saper calcolare la somma di vettori
non paralleli per componenti
Composizione di
forze attraverso la
regola del
parallelogramma
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Periodo: Secondo quadrimestre
UDA 4: Le forze e l’equilibrio del punto materiale
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Le forze come vettori
Forza peso
Forza elastica
Forza d’attrito
Vincoli, funi e carrucole
Condizione di Equilibrio di
un punto materiale
Conoscere le caratteristiche
vettoriali delle forze
Conoscere e saper descrivere
la Forza Peso, la Forza Elastica,
le Forze d’attrito
Conoscere e saper descrivere il
comportamento di vincoli, funi
e carrucole
Conoscere la condizione di
equilibrio di un punto materiale
Conoscere la descrizione
geometrica dell’equilibrio sul
piano inclinato
Saper ricavare
operativamente le relazioni
che definiscono la forza Peso,
la Forza d’attrito, la Forza
Elastica
Saper operare con le relazioni
che descrivono la Forza Peso,
la Forza Elastica, le Forze
d’attrito, ponendo particolare
attenzione alle unità di misura
Saper rappresentare
graficamente il diagramma
delle forze agenti su un punto
materiale, comprese le forze
connesse con vincoli, funi e
carrucole
Saper impostare la condizione
di equilibrio di un punto
materiale su cui agiscono
forze parallele
Saper impostare la condizione
di equilibrio di un punto
materiale su cui agiscono
forze non parallele ma
appartenenti allo stesso piano
Saper impostare ed utilizzare
la condizione di equilibrio su
di un piano inclinato.
Determinazione della
condizione di
equilibrio di forze
parallele e non
parallele, ma
appartenenti allo
stesso piano
Studio della Forza
peso
Studio della Forza
elastica
Studio della Forza
d’attrito
Analisi del
comportamento di
carrucole e funi
Studio dell’equilibrio
su di un piano
inclinato
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UDA 5: L’equilibrio del corpo rigido
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Definizione di corpo rigido
Risultante delle forze
agenti su di un corpo
rigido
Momento di una forza
rispetto ad un punto
Momento di una coppia di
forze
Condizione di equilibrio di
un corpo rigido
Baricentro
Baricentro ed equilibrio di
un corpo rigido
Le leve
Conoscere la differenza tra
punto materiale e corpo esteso
e tra corpo esteso e corpo
rigido;
Conoscere la definizione di
Momento di una forza rispetto
ad un punto e di momento di
coppia di forze
Conoscere le condizioni di
equilibrio di un corpo rigido
materiale
Conoscere la definizione di
Baricentro di un corpo e la sua
relazione con l’equilibrio del
corpo stesso
Conoscere una leva e saperla
classificare
Saper calcolare la risultante
delle forze che agiscono su un
corpo rigido
Saper rappresentare
graficamente il diagramma
delle forze agenti su un corpo
rigido, comprese le forze
connesse con vincoli, funi e
carrucole
Saper calcolare il momento di
una forza rispetto ad un
punto ed il momento di una
coppia di forze
Saper impostare le condizioni
di equilibrio di un corpo rigido,
identificando opportunamente
il centro della rotazione
Saper individuare la posizione
del baricentro di un corpo
rigido e classificare il tipo di
equilibrio del corpo
Saper riconoscere una leva e
determinarne gli elementi
caratteristici.
Determinazione della
posizione del
baricentro di un
corpo e del suo stato
di equilibrio
Calcolo del momento
di una coppia di forze
rispetto ad un centro
(leva)
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UDA 6: L’equilibrio nei fluidi
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Gli stati della materia
La Pressione
La Legge di Stevino
La misura della pressione
atmosferica
Il Principio dei vasi
comunicanti
Il Principio di Pascal
Il Principio di Archimede
Galleggiamento dei corpi
Conoscere i vari stati della
materia e le loro differenze;
Conoscere la definizione
operativa di Pressione e
saperla descrivere come nuova
grandezza fisica ;
Conoscere il significato della
Pressione Atmosferica e
saperne giustificare il valore
storicamente attribuito
Conoscere la Legge di Stevino
e le sue applicazioni
Conoscere il Principio di Pascal
e le sue possibili applicazioni
tecniche
Conoscere il Principio di
Archimede e la sua
giustificazione
Conoscere le condizioni di
galleggiamento dei corpi nei
fluidi.
Saper operare con la
Pressione utilizzando le
diverse unità di misura.
Saper calcolare la Pressione in
un punto qualunque di un
fluido
Saper riconoscere nei
fenomeni tipici dei fluidi le
Leggi di Stevino e di Pascal
Saper definire le condizioni di
equilibrio di un di un corpo
immerso in un fluido
attraverso il Principio di
Archimede
Esperienze di tipo
qualitativo per
verificare il
comportamento dei
fluidi in equilibrio
(Principio dei Vasi
comunicanti e
Principio di Pascal)
Verifica sperimentale
del Principio di
Archimede
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Classi Seconde
Periodo: primo quadrimestre
UDA 1: La cinematica del Punto materiale
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
I Sistemi di riferimento
Grandezze cinematiche:
Posizione, Distanza percorsa,
Tempo
Moti rettilinei:
Velocità: velocità medie ed
istantanea
Accelerazione: accelerazione
media ed istantanea
Moto Rettilineo Uniforme
Moto Rettilineo
Uniformemente accelerato
Moto di caduta libera dei
gravi
Moti nel piano:
Composizione dei moti:
composizione di spostamenti
e velocità
Moto parabolico
Moto circolare uniforme
Conoscere l’importanza della
definizione di un sistema di
riferimento sia spaziale che
temporale,
Conoscere la differenza tra
spostamento e distanza percorsa;
Conoscere la differenza tra velocità
media e velocità istantanea
Conoscere la differenza tra
accelerazione media e accelerazione
istantanea
Conoscere le caratteristiche del
moto rettilineo uniforme e la sua
legge oraria ;
Conoscere le caratteristiche del
moto rettilineo uniformemente
accelerato e la sua legge oraria ;
Conoscere le caratteristiche del
moto di caduta libera
Conoscere le caratteristiche del
moto parabolico e la sua legge oraria
Conoscere le caratteristiche del
moto circolare uniforme e la sua
legge oraria
Saper definire un Sistema di
riferimento spazio - temporale e
saper dare le coordinate spazio -
temporali di un punto mobile
Saper interpretare i grafici (S,T)
sia in termini di posizione che di
velocità
Saper interpretare i grafici (V,T)
sia in termini di velocità che in
termini di spostamento
Saper impostare la legge oraria di
un punto mobile in moto rettilineo
uniforme rispetto ad un sistema
di riferimento qualunque
Saper impostare la legge oraria di
un punto mobile in moto rettilineo
uniformemente accelerato
rispetto ad un sistema di
riferimento qualunque
Saper comporre spostamenti e
velocità
Saper interpretare ed utilizzare le
leggi del moto parabolico e del
moto circolare uniforme per
descrivere moti piani particolari
Studio ed analisi delle
equazioni del moto
rettilineo uniforme e del
moto rettilineo
uniformemente accelerato
attraverso la rotaia a
rilevamento ad ultrasuoni
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UDA 2: Dinamica del Punto materiale
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Il Primo Principio della
Dinamica
I sistemi di riferimento
inerziali
Il Secondo Principio della
Dinamica: relazioni tra
forza, massa e
accelerazione
Terzo Principio della
Dinamica
Problema generale del
moto: forze applicate e
movimento
Conoscere l’enunciato del Primo
Principio della Dinamica e la sua
relazione con i sistemi di
riferimento
Conoscere l’enunciato del
Secondo Principio della
Dinamica e la relazione tra
forza applicata ad un corpo e
l’accelerazione posseduta dal
corpo, con particolare riguardo
alla forza Peso
Conoscere l’enunciato del Terzo
Principio della Dinamica
Conoscere il problema generale
del moto e di come le varie
forze del sistema
contribuiscono alla sua
soluzione
Conoscere semplici casi in cui il
problema del moto è risolto
(moto su un piano inclinato in
presenza di attrito)
Saper riconoscere le
situazioni in cui è verificato il
Primo Principio della dinamica
Saper interpretare i grafici
(F,a) ed (m; a)
Saper rappresentare un
diagramma di forze agenti su
di un corpo in movimento
Saper riconoscere i principi
della dinamica nei problemi di
moto in cui sono coinvolte
forze note
Saper risolvere problemi di
moto (moti a risultante
verticale orizzontale e moti
su piani inclinati in presenza
di attriti)
Studio ed analisi
delle equazioni del
moto rettilineo
uniformemente
accelerato
attraverso la rotaia
per verificare le
relazioni tra forza ed
accelerazione e forza
e massa
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Periodo: secondo quadrimestre
UDA 3: Lavoro ed Energia
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Lavoro di una forza
Energia Cinetica
Teorema delle forze
Vive
Energia Potenziale e
forze conservative
Energia meccanica di
un sistema
Principio di
conservazione
dell’Energia
meccanica
Conoscere il prodotto scalare tra due
vettori
Conoscere la definizione di lavoro di forza
costante e di una forza variabile
Conoscere il significato di Energia Cinetica
di un corpo e la sua relazione con il Lavoro
Conoscere il significato di Energia Potenziale
e la differenza tra forze Conservative e
Dissipative
Conoscere la relazione tra l’Energia
Potenziale ed il Lavoro
Conoscere il Principio di Conservazione
dell’Energia
Saper calcolare il lavoro di una forza sia
direttamente che attraverso l’interpretazione
del grafico (F, x)
Saper calcolare l’Energia Cinetica di un corpo
Saper distinguere forze conservative e
dissipative
Saper calcolare l’energia potenziale di una forza
conservativa (in particolare forza peso e forza
elastica)
Saper riconoscere le situazioni in cui vi è
conservazione dell’energia meccanica
Saper calcolare l’Energia dissipata da forze non
conservative
Esperienza
del pendolo
tagliato
UDA 4: Termologia e Calorimetria
Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
Temperatura
Principio dell’Equilibrio
Termico
Dilatazione termica nei
solidi
Il calore come forma di
Energia
Capacità termica e
calore specifico
Trasmissione del calore
Cambiamenti di stato
Conoscere la definizione operativa di
temperatura
Conoscere il Principio dell’Equilibrio Termico
Conoscere la dilatazione nei solidi e la sua
interpretazione microscopica
Conoscere la relazione tra calore ed Energia
e l’equivalente meccanico della caloria
Conoscere il significato fisico di Capacità
termica
Conoscere i modi in cui si trasmette il calore
Conoscere la fenomenologia e le leggi che
regolano i cambiamenti di stato
Saper illustrare il concetto di temperatura
Riconoscere il principio dell’equilibrio termico nei
problemi proposti
Saper utilizzare nelle applicazioni le leggi di
dilatazione dei solidi
Saper calcolare l’equivalente meccanico di una
caloria e viceversa
Saper applicare l’equazione fondamentale della
calorimetria
Saper calcolare il calore scambiato nei
cambiamenti di stato
Misura del
calore
specifico di
una sostanza
solida
Calcolo del
coefficiente
di
dilatazione
lineare
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UDA 5: Ottica Geometrica Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio
La propagazione della luce
e la formazione delle
Ombre
La riflessione della luce in
specchi piani e sferici
La rifrazione della luce e
le lenti piane e sferiche
La dispersione della luce: i
colori
Cenni sugli strumenti
ottici: microscopio e
cannocchiale
Conoscere il modo in cui si
propaga la luce e come si
formano le ombre
Conoscere le leggi della
riflessione
Conoscere le proprietà degli
specchi piani e la legge dei
punti coniugati per gli specchi
sferici
Conoscere le leggi della
rifrazione
Conoscere il cammino ottico tra
due materiali non omogenei
Conoscere l’equazione dei punti
coniugati per le lenti
Conoscere il fenomeno della
rifrazione totale
Conoscere il fenomeno della
dispersione
Conoscere le lenti e gli specchi
sono utilizzati in semplici
strumenti ottici
Saper giustificare i vari tipi
di eclissi
Saper rappresentare
l’immagine di un oggetto
riflessa da uno specchio piano
e da uno specchio sferico
Saper calcolare la posizione
dell’immagine riflessa da uno
specchio piano o sferico ed il
suo indice di ingrandimento
Saper rappresentare il
cammino ottico di un raggio
luminoso rifratto attraverso
una superficie piana
Saper rappresentare
l’’immagine di un oggetto,
rifratta da una lente sferica
Saper calcolare la posizione
dell’immagine rifratta
attraverso una lente sferica
ed il suo indice di
ingrandimento
Saper spiegare fenomeni
ottici attraverso la
riflessione totale o la
dispersione
Analisi delle leggi
della riflessione e
rifrazione utilizzando
il disco di Hartl
Formazione delle
immagino con specchi
sferici e lenti
sferiche utilizzando
il banco ottico
Verifica della
dispersione
utilizzando prismi
ottici
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Classi Terze
Periodo: primo quadrimestre U.D.A Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio
Sistemi iner-
ziali e relati-
vità galileiana,
sistemi non
inerziali.
Le forze e il
moto
Sistemi in moto uniforme rispetto a un
sistema inerziale
Il principio di relatività galileiana
Sistemi di riferimento accelerati e forze
fittizie
Il secondo principio della dinamica nei sistemi
non inerziali
Forze di attrito statico
Forze di attrito dinamico
Resistenza in un mezzo
La velocità limite
La forza elastica (legge di Hooke)
La forza centripeta
La forza centrifuga
saper applicare il secondo principio
della dinamica in sistemi inerziali e in
sistemi non inerziali.
saper identificare le forze agenti
in un sistema di corpi.
saper studiare i moti in sistemi
inerziali e non inerziali
saper risolvere problemi , anche
contestualizzati, applicando le leggi della
dinamica
Misura dell' attrito volvente
(attraverso l'energia
cinetica)
Lavoro e
energia.
Forze conservative
Forze non conservative
Forze conservative e energia potenziale
Energia potenziale gravitazionale
Energia potenziale elastica
Sistemi isolati e conservazione dell’energia
meccanica
Energia meccanica e forze non conservative
saper riconoscere forze
conservative e non conservative
saper applicare le leggi di
conservazione dell’energia
saper risolvere problemi, anche
contestualizzati, con bilanci energetici
La quantità di
moto
La quantità di moto
Impulso di una forza costante e di una forza
variabile
Legge di conservazione della quantità di moto
Urti elastici e anelastici
Urti anelastici in una e in due dimensioni
saper mettere in relazione la
quantità di moto con il secondo principio
della dinamica
saper applicare il teorema
dell’impulso
saper analizzare urti elastici e
anelastici
saper risolvere problemi, anche
contestualizzati, sugli urti elastici e
anelastici in una o in due dimensioni
Urto elastico e anelastico
(rotaia)
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U.D.A Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio La dinamica
dei corpi in
rotazione
Grandezze angolari nel moto circolare
(posizione, velocità, accelerazione)
Relazioni tra grandezze angolari e lineari nel
moto circolare (velocità, accelerazione
centripeta, accelerazione tangenziale)
I corpi rigidi e il moto rotatorio
Dinamica rotazionale: momento torcente e
accelerazione angolare, secondo principio
della dinamica per il moto rotazionale
Energia cinetica rotazionale
Momento angolare
Momento angolare e secondo principio per il
moto rotazionale
Conservazione del momento angolare
saper applicare i principi della
dinamica rotazionale
saper risolvere problemi, anche
contestualizzati, sulla conservazione del
momento angolare e sulla dinamica
rotazionale
La
gravitazione
Le tre leggi di Keplero
La legge di gravitazione universale
Attrazione gravitazionale tra corpi non
puntiformi
Attrazione gravitazionale e peso dei corpi
La velocità di un satellite in un’orbita
circolare
Satelliti geostazionari
Energia potenziale gravitazionale
Velocità di fuga
Il campo gravitazionale
saper mettere in relazione le leggi
di Newton e le leggi di Keplero
saper applicare la legge di
gravitazione universale in semplici
problemi sui moti di pianeti e satelliti
saper calcolare la velocità di fuga e
la velocità di messa in orbita
saper mettere in relazione
l’energia meccanica e la traiettoria dei
pianeti e dei satelliti.
Dinamica
dei fluidi
Flusso stazionario o laminare
Portata
Equazione di continuità
Equazione di Bernoulli
Conservazione dell’energia e equazione di
Bernoulli.
Effetto Venturi, Effetto Magnus
Portanza di un’ala
Viscosità e tensione superficiale
saper applicare l’equazione di
Bernoulli
saper risolvere problemi, anche
contestualizzati, di dinamica dei fluidi
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Periodo: secondo quadrimestre U.D.A Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio
La temperatura Definizione di temperatura
Scale termometriche
Equilibrio termico e principio zero della termodinamica
Dilatazione termica: lineare, volumica dei solidi, volumica dei liquidi
Le leggi dei gas: prima e seconda legge di Gay-Lussac, legge di Boyle
Temperatura assoluta
Equazione di stato dei gas perfetti
La legge di Avogadro e l’equazione di stato del gas perfetto
saper applicare le regole di conversione tra le scale termometriche
saper applicare le leggi di dilatazione e le leggi dei gas
saper risolvere problemi sulla dilatazione termica
saper risolvere problemi , anche contestualizzati, sulla dilatazione termica e le leggi ei gas
calcolo del
coefficiente di
dilatazione termica
lineare
leggi dei gas
I gas e la teoria
microscopica
della materia
La pressione dal punto di vista microscopico
La temperatura dal punto di vista microscopico
La velocità quadratica media
Il teorema di equipartizione dell’energia
Energia interna di un gas perfetto
Cenni sui gas reali . equazione di van der Waals, moto browniano
saper determinare la pressione, la velocità quadratica media e l’energia cinetica media delle molecole di un gas
saper determinare l’energia interna di un gas perfetto
Il calore
Esperimento di Joule, equivalente meccanico della caloria
Capacità termica e calore specifico
Potere calorifico
Propagazione del calore: conduzione(legge di Fourier, convezione, irraggiamento (legge di Stefan-Boltzmann)
Gli stati della materia
I cambiamenti di stato
Il calore latente
saper applicare la legge della calorimetria
saper determinare la temperatura di equilibrio
saper determinare il calore specifico di una sostanza
saper utilizzare costruire e interpretare i grafici relativi ai passaggi di stato
saper applicare le leggi di propagazione del calore
saper risolvere problemi, anche contestualizzati, sull’equilibrio termico e sulla conduzione del calore
esperimento di Joule
calorimetro delle
mescolanze: calcolo
del calore specifico
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Classi Quarte Periodo: primo quadrimestre
U.D.A. Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio
La temperatura e il calore (per le classi bilingue se non svolto in anni precedenti, per gli altri eventuale ripasso)
Struttura interna della materia
Equilibrio termico e temperatura
Principio zero della termodinamica
Definizione operativa della temperatura
Definizioni dello zero assoluto
Termometri e le scale termometriche
La dilatazione termica nei solidi e nei liquidi
Il calore e il lavoro meccanico(esperimento di
Joule)
Capacità termica e calore specifico
Legge della calorimetria
Conduttori e isolanti termici
La propagazione del calore
saper passare da una
scala termometrica all'altra
saper applicare le leggi della dilatazione lineare, superficiale e volumica
saper applicare la legge fondamentale della termologia
saper ricavare la temperatura d’equilibrio
sapere applicare la legge di Fourier della propagazione termica
saper applicare la legge di Stefan
la dilatazione lineare
il calorimetro e il cal-
colo del calore specifi-
co e dell’equivalente in
acqua
l’equivalente meccanico
del calore
Gli stati della materia e i cambiamenti di stato (per le classi bilingue se non svolto in anni precedenti, per gli altri eventuale ripasso)
I cambiamenti di stato e i diagrammi di fase
Il calore latente
Cambiamenti di stato e conservazione dell’energia
Differenze tra ebollizione ed evaporazione
La pressione del vapore saturo
saper analizzare i diagrammi di fase
saper risolvere i problemi sui cambiamenti di stato -Boltzmann
punto triplo dell’acqua
(video)
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U.D.A.
Conoscenze
Abilità e competenze
Attività laboratorio I gas e la teoria cinetica
Leggi di Boyle e Gay-Lussac e i relativi grafici
Definizione di gas perfetto
Massa atomica e mole
Equazione di stato dei gas perfetti
Modello molecolare dei gas perfetti e definizione di velocità quadratica media
La velocità quadratica media in relazione alla pres-sione e alla temperatura
Energia cinetica media
saper risolvere problemi sui gas perfetti
saper risolvere problemi sulla teoria cinetica dei gas perfetti
Il primo principio della termodinamica
Trasformazioni reversibili e irreversibili Lavoro termodinamico nei vari tipi di trasformazioni Enunciato e applicazione del primo principio della
termodinamica alle varie trasformazioni Definizione di energia interna di un gas come fun-
zione di stato e sua relazione con la temperatura Calori molari a volume costante e a pressione co-
stante Energia interna e calori specifici di un gas perfetto Trasformazioni adiabatiche
saper applicare il primo principio della termodinamica
saper risolvere problemi sui
sistemi termodinamici e le loro trasformazioni.
Il secondo principio della termodinamica
Macchine termiche e loro rendimento
Limiti al rendimento di una macchina termica
Enunciati del secondo principio della termodinamica (nelle diverse formulazioni)
Ciclo e teorema di Carnot
Principi di funzionamento di frigoriferi e motori
Disuguaglianza di Clausius e principi dell’aumento dell’entropia
Entropia come misura del disordine
saper risolvere problemi sul
ciclo di Carnot e sul calcolo del rendimento
saper risolvere semplici problemi sulla variazione dell’entropia.
Video su primo e secondo
principio e sull'entropia
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Periodo: secondo quadrimestre
U.D.A. Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio Onde armoniche
e ottica geometrica
(cenni)
L’oscillatore armonico ed il pendolo.
Oscillazioni armoniche, smorzate e forzate.
La variazione di un’onda nello spazio e nel tempo: equazione di un’onda.
Caratteristiche generali di un’onda.
Relazione tra fronti d’onda e raggi di propagazione.
Fenomeni caratteristici delle onde: riflessione, rifrazione di onde su una corda,di onde sonore e onde luminose
Saper distinguere le onde di tipo armonico e le loro modalità di propagazione.
Saper identificare le caratteristiche di un’onda dalla relativa equazione
Saper risolvere problemi sfruttando l’equazione d’onda, ed i legami tra le caratteristiche di un’onda.
Saper risolvere problemi di riflessione e rifrazione per le onde su una corda, per le onde sonore e per le onde luminose
Ondoscopio
Onde armoniche ed ottica fisica
Principio di Huygens.
Interferenza di onde su una corda, di onde sonore e di onde luminose.
Diffrazione di onde luminose e sonore
Onde stazionarie in un tubo e in una corda
Interferenza e diffrazione di onde luminose su pellicole sottili
Saper calcolare i massimi e i minimi di intensità nell'interferenza
Saper calcolare la frequenza di oscillazione di onde stazionarie
Saper risolvere problemi su interferenza, diffrazione e onde stazionarie
Onde sonore Le onde sonore e le loro caratteristiche
L’ intensità del suono
L’ effetto Doppler
I battimenti
Saper risolvere problemi sulle
onde sonore e sui fenomeni ad
essi connessi
Laboratorio di acustica Tubo di Quincke
La carica elettrica e il campo elettrico
La carica elettrica e la sua conservazione
Proprietà di conduttori ed isolanti
Elettrizzazione per strofinio, contatto ed induzione
elettrostatica
Elettroscopio, elettroforo di Volta e Van Der Graaf
La legge di Coulomb
Il campo elettrico e il principio di sovrapposizione
Le linee di campo elettrico
Il teorema di Gauss
Dielettrici e polarizzazione
saper applicare la legge di
Coulomb
saper determinare il campo
elettrico generato da cariche
puntiformi
saper utilizzare il teorema di Gauss
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Classi Quinte Periodo: primo quadrimestre
U.D.A. Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio
Il potenziale elettrico
e la capacità
Energia potenziale elettrostatica
Potenziale elettrico e superfici equipotenziali
Capacità e condensatori
Energia di un condensatore
La circuitazione del campo E
saper applicare la conservazione
dell’energia
saper risolvere problemi sul moto
di una carica in un campo E
uniforme
saper determinare la capacità
equivalente di più condensatori
Condensatori
La corrente elettrica
nei metalli
La corrente elettrica
La resistenza elettrica e le leggi di Ohm
La resistività elettrica
Circuiti in corrente continua.
Teoremi di Kirchhoff
Potenza elettrica
Effetto Joule
Generatori di tensione, voltmetri e
amperometri
saper analizzare un circuito
resistivo in corrente continua, con
uno o più generatori,
determinando la resistenza
totale, la corrente nei vari rami,
le differenze di potenziale.
Leggi di Ohm.
Circuiti elettrici in
corrente continua
IL MAGNETISMO
Campi magnetici generati da magneti e
correnti e loro linee di forza.
Forza magnetica tra fili rettilinei e paralleli
percorsi da corrente.
Teorema di Gauss per il magnetismo.
Teorema di Ampère.
Forze magnetiche su fili percorsi da
corrente.
Forza di Lorentz.
Azione meccanica di un campo magnetico su
una spira.
Momento magnetico e proprietà magnetiche
dei materiali
Saper risolvere i problemi sul
magnetismo.
Esperienze di
magnetostatica.
Ciclo di isteresi.
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U.D.A. Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio
Il potenziale elettrico
e la capacità
Energia potenziale elettrostatica
Potenziale elettrico e superfici
equipotenziali
Capacità e condensatori
Energia di un condensatore
La circuitazione del campo E
saper applicare la
conservazione dell’energia
saper risolvere problemi sul
moto di una carica in un campo
E uniforme
saper determinare la capacità
equivalente di più condensatori
Condensatori
La corrente elettrica
nei metalli
La corrente elettrica
La resistenza elettrica e le leggi di Ohm
La resistività elettrica
Circuiti in corrente continua.
Teoremi di Kirchhoff
Potenza elettrica
Effetto Joule
Generatori di tensione, voltmetri e
amperometri
saper analizzare un circuito
resistivo in corrente continua,
con uno o più generatori,
determinando la resistenza
totale, la corrente nei vari
rami, le differenze di
potenziale.
Leggi di Ohm.
Circuiti elettrici in
corrente continua
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Periodo: secondo quadrimestre U.D.A. Conoscenze Abilità e competenze Attività laboratorio
INDUZIONE
ELETTROMAGNETICA
Esperimenti di Faraday sulla corrente indotta.
Forza elettromotrice indotta e legge di
Faraday-Neumann-Lenz.
Induzione e autoinduzione; induttanza.
Energia immagazzinata in un solenoide.
Circuiti elettrici a corrente alternata.
Saper applicare la legge di
Faraday-Neumann-Lenz.
Saper risolvere semplici
problemi sui circuiti elettrici in
corrente alternata.
Esperienze d’induzione
elettromagnetica
Circuiti RC
ONDE
ELETTROMAGNETICHE
Equazioni di Maxwell e corrente di
spostamento.
Esperienza di Hertz. Produzione di onde
elettromagnetiche.
Velocità della luce in funzione delle costanti
dell'elettromagnetismo.
Densità di energia del campo
elettromagnetico e intensità di un'onda
elettromagnetica.
Spettro elettromagnetico.
Saper risolvere semplici
problemi sulle onde
elettromagnetiche.
RELATIVITA'
RISTRETTA
Ripasso della relatività classica.
Esperimento di Michelsohn-Morley.
Trasformazioni di Lorentz. Dilatazione delle
lunghezze e contrazione dei tempi.
Postulati di Einstein.
Composizione relativistica delle velocità.
Concetto di simultaneità.
Equivalenza massa energia
Saper applicare le
relazioni sulla dilatazione dei
tempi e sulla contrazione delle
lunghezze.
Saper risolvere semplici
problemi di cinematica
relativistica.
INTRODUZIONE ALLA
FISICA DEI QUANTI
Radiazione di corpo nero.
Effetto fotoelettrico.
Effetto Compton.
Spettri atomici e primi modelli atomici.
Atomo di Bohr
Esperimento di Franck Hertz
Lunghezza d’onda di De Broglie
Dualismo onda particella
Il principio di indeterminazione
Saper applicare
l'equazione dell'effetto
fotoelettrico e la legge che
esprime l'effetto Compton
Saper calcolare
l’indeterminazione quantistica
sulla posizione/ quantità di moto
di una particella
Effetto fotoelettrico
(qualitativo)
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Ulteriori argomenti a scelta tra bande di energia nei solidi, semiconduttori, giunzioni pN transistor, radioattività naturale, legge
dei decadimenti, fisica del nucleo potranno essere trattati come approfondimento (10% del totale del carico didattico di Fisica
per il V anno)