Dipartimento di Matematica, Fisica e Informatica ... · FISICA Documento comune Anno Scolastico...

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LICEO SCIENTIFICO STATALE “ALESSANDRO ANTONELLI” Via Toscana, 20 – 28100 NOVARA 0321 – 465480/458381 0321 – 465143 [email protected] 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.

mailto:[email protected]

http://www.liceoantonelli.novara.it/

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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


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


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


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


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


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


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


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,


spostamento e distanza percorsa;

Conoscere la differenza tra velocità

media e velocità istantanea


accelerazione media e accelerazione

istantanea

Conoscere le caratteristiche del

moto rettilineo uniforme e la sua

legge oraria ;


moto rettilineo uniformemente

accelerato e la sua legge oraria ;


moto di caduta libera


moto parabolico e la sua legge oraria


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


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


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


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


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


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


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


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 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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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


nei metalli


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.


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.


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)

Pag. 21 di 21

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)

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