Programma di fisica.
Anno scolastico: 2011-2012.
Classe: IV F liceo scientifico tecnologico.
Scuola: liceo scientifico “E. Fermi”, via Veneto n. 41, Nùoro.
Docente : professor Agostino Zoroddu.
Libro di testo: La fisica di Amaldi, volumi 1 e 2, autore Ugo Amaldi, edizioni Zanichelli.
I principi della dinamica.
Generalità sulla dinamica, primo principio della dinamica, disco a ghiaccio secco, sistemi di
riferimento inerziali, sistemi di riferimento accelerati, principio di relatività galileiana,
trasformazioni di Galileo, effetto delle forze, secondo principio della dinamica, definizione di
Newton, legge fondamentale della dinamica e sistemi inerziali, che casa è la massa, terzo principio
della dinamica.
Le forze ed il movimento.
Caduta libera, forza peso e massa, confronto fra peso e massa di un corpo, discesa lungo un piano
inclinato, moto dei proiettili, gittata, effetto dell’aria, forza centripeta, espressione della forza
centripeta, forza centrifuga, moto armonico di una molla, periodo di oscillazione della molla,
pendolo, dimostrazione del moto armonico per il pendolo, periodo del pendolo, misura
dell’accelerazione di gravità.
L’energia meccanica.
Lavoro di una forza: forza e spostamento paralleli, forza e spostamento antiparalleli, forza e
spostamento perpendicolari, lavoro come prodotto scalare, lavoro di una forza costante, formula
goniometrica del lavoro; potenza, energia cinetica, lavoro per portare un corpo fermo a velocità v
(con dimostrazione), lavoro per fermare un corpo che ha velocità v (con dimostrazione), teorema
dell’energia cinetica, energia, forze conservative e dissipative, forza - peso come esmpio di forza
conservativa, attrito radente come esempio di forza dissipativa, lavoro della forza – peso,
definizione dell’energia potenziale gravitazionale, definizione generale di energia potenziale,
energia potenziale elastica, lavoro della forza elastica, conservazione dell’energia meccanica (con
dimostrazione), lavoro come energia in transito, conservazione dell’energia totale.
La gravitazione.
Le tre leggi di Keplero, dimostrazione della terza legge di Keplero, legge di gravitazione universale,
valore della costante G, esperimento di Cavendish, accelerazione di gravità sulla superficie della
Terra, massa inerziale e massa gravitazionale, moto dei satelliti, tipi di orbite dei satelliti, velocità
dei satelliti in orbita circolare, satelliti geostazionari, campo gravitazionale, vettore campo
gravitazionale, campo gravitazionale di una massa puntiforme, campo gravitazionale e la velocità
della luce, energia potenziale gravitazionale, scelta dell’energia potenziale che si annulla
all’infinito, forza di gravità e conservazione dell’energia meccanica, velocità di fuga, raggio di
Schwarzschild dell’orizzonte degli eventi di un buco nero.
La temperatura.
Definizione di termoscopio e di termometro, misura della temperatura, definizione operativa di
temperatura, scale termometriche Celsius, Fahrenheit, Réaumur e Kelvin, dilatazione lineare dei
solidi, formula della dilatazione volumica dei solidi (con dimostrazione), dilatazione volumica dei
liquidi, comportamento anomalo dell’acqua, trasformazioni di un gas, trasformazioni isoterme,
isobare e isocore, sistema di unità di misura CGS per la meccanica, definizione di pressione, unità
di misura della pressione: Pascal, baria, Bar, Torr, millimetri di mercurio, centimetri di mercurio,
millibar, ettopascal, prima e seconda legge di Gay – Lussac, la costante α, prima e seconda legge di
Gay – Lussac in funzione della temperatura assoluta (con dimostrazione), legge di Boyle,
termometro a gas, definizione di gas perfetto, equazione di stato del gas perfetto (con
dimostrazione), legge di Boyle e prima e seconda legge di Gay – lussac come casi particolari
dell’equazione di stato dei gas perfetti, atomi, molecole, pesi atomici e molecolari, forze
intermolecolari, mole e numero di Avogadro, equazione di stato dei gas perfetti nella forma pV =
nRT, legge di Avogadro.
Il calore.
Calore e lavoro, riscaldare con il calore, riscaldare con il lavoro, esperimento di Joule del mulinello
a palette, calore e lavoro come forme di energie in transito, capacità termica e calore specifico,
quantità di energia e variazione di temperatura, caloria e suo equivalente in joule, calorimetro,
misura del calore specifico di un corpo con il calorimetro e relativa formula del calore specifico
(con dimostrazione), combustione, potere calorifico, conduzione, convenzione, irraggiamento,
emissione di onde elettromagnetiche di un corpo ad una certa temperatura, legge di Stefan –
Boltzmann, calore solare ed effetto serra.
Teoria cinetica dei gas.
Generalità sulla teoria cinetica dei gas, modello molecolare attraverso i secoli, urti molecolari e
pressione, velocità quadratica media, velocità quadratica media e temperatura, costante di
Boltzmann, energia cinetica media di una particella di gas perfetto, distribuzione di Maxwell delle
velocità molecolari di un gas perfetto.
Cambiamenti di stato e calori latenti.
Fusione e solidificazione, vaporizzazione e condensazione, sublimazione, scambi di calore alla
temperatura di fusione, calore assorbito durante la fusione, calore latente di fusione, scambi di
calore alla temperatura di ebollizione, calore assorbito durante l’ebollizione,, calore latente di
vaporizzazione, vapore saturo, proprietà della tensione di vapore saturo, temperatura di ebollizione
e tensione di vapore saturo, curve isoterme a temperature differenti di gas e vapori, temperatura
critica, gas e vapori, diagramma di fase nel piano volume – pressione, diagramma di fase nel piano
temperatura – pressione.
Sono state inoltre fatte le seguenti esperienze di laboratorio:
- misurazione dell’accelerazione di gravità g con il metodo del pendolo semplice;
- equilibrio del piano inclinato;
- legge di Boyle con i siringoni;
- misurazione del calore specifico di un campione di ottone con il calorimetro delle
mescolanze;
- determinazione del tasso di cambio J con l’apparecchio di Callendar.
Il docente.
Gli alunni.
