4 Scientifico A – programma svolto anno 2013

SCUOLA SECONDARIA SUPERIORE ANNO SCOLASTICO 2013-2014
PROGRAMMA DI FISICA SVOLTO NELLA CLASSE 4 SCIENTIFICO A
(insegnante M. Grazia Bevitori)
Argomenti affrontati durante l'anno
1. Legge di gravitazione universale. F = G Mm/R2. Moto dei pianeti: Campo gravitazionale g.
Forza di gravità come forza centripeta. Prima velocità cosmica. Terza legge di Keplero. Satelliti della
Terra. Satellite geostazionario. Conservazione dell’energia meccanica: ½ m v2 – GmM/R = 0.
Velocità di fuga. Orbita ellittica. Conservazione del momento angolare. Seconda legge di Keplero.
2. Statica e dinamica dei fluidi: caratteristiche dei fluidi, densità, pressione, il principio di Pascal, la
legge di Stevino, pressione atmosferica. Esperienza di Torricelli per misurare la pressione
atmosferica. Il vuoto. Il Pascal. 1 Pa = 1 N/m2 . L’atmosfera. La legge di Archimede: la forza di spinta
nei liquidi e negli aeriformi. Il galleggiamento.
Fluido perfetto, moto stazionario, portata Q = V / t = A·v; lavoro delle forze di pressione:
L = P·V, conservazione dell’energia, teorema di Bernoulli, P + ½V2 + gh = costante; effetto
Venturi; equazione di Torricelli per il calcolo della velocità di fuoriuscita di un fluido da un piccolo
foro: V = √(2gh).
3. Processi termici: sistema termodinamico, coordinate termodinamiche, temperatura, scale,
termometriche, dilatazione termica dei solidi e dei liquidi. I gas. Leggi dei gas perfetti, trasformazioni
isoterma, isobara, isocora, adiabatica. La mole, numero di moli. Numero di Avogadro No. Legge di
Boyle, prima e seconda legge di Gay-Lussac. Scala assoluta di temperature, il Kelvin. Lo zero
assoluto. Equazione di stato dei gas perfetti. : PV = nRT.
La teoria cinetica dei gas, energia cinetica di una particella di gas perfetto monoatomico, biatomico,
dipendenza dalla temperatura assoluta. Costante di Boltzmann K = R/No. Ec = 3/2 K T. Velocità delle
particelle di un gas.
4. Calore e principi della termodinamica: calore ed energia, quantità di calore, calore specifico,
capacità termica, passaggi di fase. Equivalenza calore-lavoro. Lavoro in una trasformazione e
diagramma P-V. Conservazione dell'energia, l° principio della termodinamica. Calori specifici dei gas
perfetti a pressione costante e a volume costante, cp e cv; cp – cv = R. Trasformazioni
termodinamiche. 2° principio della termodinamica, Kelvin, Clausius. Rendimento di una macchina
termica: . Cicli termodinamici. Ciclo di Carnot. Teorema di Carnot;  . Legge
delle adiabatiche: P·V = costante.  = cp/cv. T·V-1 = costante. Entropia S = Q/T: trasformazioni
reversibili ed irreversibili; entropia ed evoluzione dei sistemi fisici.
5. Fenomeni ondulatori: Onde elastiche, proprietà delle onde. Onde longitudinali e trasversali. Fronti
d’onda, raggi. Grandezze caratteristiche delle onde, funzioni sinusoidali. Onde armoniche. Grafici,
equazione d’onda: Y = A sen(kx - t). Ampiezza A, numero d’onda k = 2; pulsazione  = 2/T.
Velocità =  / T; v = ·Onde stazionarie su una corda. Tensione e densità della corda, velocità
dell’onda stazionaria, lunghezza d’onda delle armoniche. Interferenza di onde.
6. Il suono: velocità, frequenza e lunghezza d'onda, infrasuoni, ultrasuoni, potenza, intensità sonora I,
unità di misura Watt/m2. Minima intensità sonora udibile Io = 10-12 W/m2. Scala dei decibel per il
livello sonoro,  = 10 Log (I/Io). Eco. Effetto Doppler per il suono che viaggia con velocità Vo = 340
m/s in aria a 20°C, con sorgente in moto Vs e ascoltatore in moto Va: f’ = f∙(Vo ± Va)/(Vo-+ Vs).
7. La luce come onda. Propagazione, velocità C nel vuoto = 3·108 m/s, riflessione, rifrazione, indice
di rifrazione n, velocità della luce nei materiali trasparenti: acqua, vetro, plexiglass. Il prisma.
Dispersione della luce, riflessione totale: angolo limite. Interferenza. Frequenza e lunghezza d'onda
della luce visibile. C = · Spettro della luce.
I rappresentanti di classe
Mattia Censoni – Luca Giannotti
San Marino, 31 maggio 2014
L’insegnante
M. Grazia Bevitori