Fisica - Liceo Scientifico Guido Castelnuovo

Liceo Scientifico Guido Castelnuovo Firenze
PROGRAMMA SVOLTO nell’a.s. 2015 – 2016
Prof: Patrizia Vitto
Materia di insegnamento Fisica
Classe 4 AS
LA DINAMICA DEI FLUIDI
Ripasso Il lavoro di una forza costante, energia cinetica di un corpo in movimento, il teorema delle forze vive,
l'energia potenziale gravitazionale, lavoro della forza gravitazionale. Concetto di fluido, la pressione e le unità di
misura, legge di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede e condizioni di equilibrio, affondamento e
galleggiamento. Il lavoro di una forza costante, energia cinetica di un corpo in movimento, il teorema delle forze
vive, l'energia potenziale gravitazionale, lavoro della forza gravitazionale.
Fluidi reali e fluidi ideali, fluido stazionario. Flusso di un fluido e continuità. L'equazione di continuità nel caso di
fluido incomprimibile e comprimibile. La portata. Equazione di Bernoulli: approfondimenti, casi particolari.
Applicazione dell'equazione di Bernoulli: soffio su un foglio, ali di un aereo, trombe d'aria, le tane degli animali,
la legge di Torricelli. I fluidi reali. La viscosità. Equazione di Poiseuille e legge di Stokes. La tensione
superficiale.
LA TERMODINAMICA
I gas e la teoria cinetica Introduzione alla termodinamica: cenni storici. Temperatura e calore. Le scale
termometriche Celsius e Kelvin. Termometro a gas a volume costante. Determinazione dello zero assoluto. I gas
ideali. Equazione di stato dei gas perfetti o ideali. La mole e il numero di Avogadro. Equazione di stato dei gas
perfetti nelle due formulazioni. La legge di Boyle e le due leggi di Gay-Lussac e coerenza con l'equazione di stato
dei gas ideali. La teoria cinetica dei gas: l'origine della pressione; la distribuzione delle velocità di Maxwell.
Energia cinetica e temperatura, la velocità quadratica media e confronto con la velocità più probabile e la
velocità media; l'energia interna di un gas ideale; gradi di libertà di una molecola o di un sistema meccanico;
principio di equipartizione dell'energia (per grado di libertà). Teoria cinetica e cambiamenti di stato.
Le leggi della termodinamica
Il calore e il principio zero della termodinamica. Il primo principio della
termodinamica. Lo stato del sistema e le funzioni di stato. Le trasformazioni cicliche. Trasformazioni
termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni isobare, isocore, isoterme. Calori specifici di un gas.
Relazione di Mayer. Trasformazioni adiabatiche. Richiami di termologia: capacità termica e calore specifico,
legge fondamentale della termologia. Calore specifico molare dei gas durante trasformazioni isocore e isobare.
Il calcolo del lavoro. Il secondo principio della termodinamica. Macchine termiche e teorema di Carnot. Il
frigorifero, il condizionatore d'aria e la pompa di calore. L’entropia (cenni).
FENOMENI ONDULATORI E LORO INTERPRETAZIONE
Fenomeni periodici (Ripasso) Il moto circolare uniforme: periodo, frequenza, velocità tangenziale e angolare.
L’accelerazione centripeta. Il moto armonico: descrizione, caratteristiche e grandezze fondamentali. I vettori
spostamento, velocità e accelerazione nel moto circolare uniforme e nel moto armonico. La legge oraria del moto
armonico. Il concetto di fase: sfasamento angolare e sfasamento temporale. La dinamica del moto armonico. La
relazione tra , m, k per il sistema massa-molla. Energia associata a un sistema oscillante.
Le onde e il suono Definizione di oscillazione o vibrazione, di onda. Onde meccaniche e onde elettromagnetiche.
Le onde armoniche. Come si genera un’onda (esempi nella vita di ogni giorno). Il fronte d’onda. Classificazione
delle onde in base al fronte d'onda e in base al modo di propagazione (onde trasversali e longitudinali).
Grandezze caratteristiche di un'onda: ampiezza, lunghezza d'onda, periodo, frequenza e velocità di
propagazione. La velocità di propagazione di un’onda su una corda. La descrizione fisico-matematica di un’onda: la
legge oraria di un’onda armonica. Il suono. La frequenza di un'onda. Infrasuoni e ultrasuoni. Potenza acustica.
Intensità sonora. Soglia di udibilità e soglia del dolore. La percezione umana del suono e il livello di intensità. Il
decibel. L'effetto Doppler. Sovrapposizione e interferenza di onde. La risonanza e le onde stazionarie. Il
fenomeno dei battimenti.
Ottica fisica La luce: cenni storici sulla teoria corpuscolare e ondulatoria della luce. Fronti d’onda e raggi. La
riflessione della luce. La rifrazione della luce. Indice di rifrazione e velocità della luce. La riflessione totale. Le
fibre ottiche. La dispersione. Sovrapposizione e interferenza. L’esperimento della doppia fenditura di Young. Il
principio di Huygens. Interferenza di onde riflesse. Le pellicole sottili.
ELETTRICITA’ E MAGNETISMO
Cariche elettriche, forze e campi
Introduzione storica all’elettromagnetismo. La carica elettrica e sua
conservazione. Separazione delle cariche. La polarizzazione. Isolanti e conduttori. La bilancia di torsione. La
legge di Coulomb. Legge di gravitazione universale e forza elettrica a confronto. Il principio di sovrapposizione
delle forze. Densità superficiale di carica. Il campo elettrico: impostazione di Coulomb e di Maxwell/Einstein.
Campo elettrico di una carica puntiforme. Sovrapposizione di campi elettrici. Le linee del campo elettrico.
Condensatori a facce piane e parallele. La schermatura elettrostatica e la carica per induzione.
Da completare: Il flusso del campo elettrico e la legge di Gauss.
Firenze, 6 giugno 2016
L’insegnante ______________________________
Gli alunni ________________________________ __________________________________