Liceo Scientifico "F.Lussana" - Anno Scolastico 2015/16 - Classe 4^O
Programma svolto di FISICA - Prof. Borella Giovanni
MODULO 0. I MOTI ROTATORI (recupero e completamento di un modulo iniziato nell’a.s. precedente)
Cinematica dei moti rotatori: periodo, frequenza, velocità angolare, accelerazione angolare.
Dinamica dei moti rotatori: momento delle forze, momento di inerzia, equazione fondamentale.
Energia cinetica rotazionale.
Rotazione attorno a un asse fisso; oggetti che rotolano senza strisciare.
Momento angolare e sua relazione con il momento totale delle forze esterne (nel caso di asse fisso).
Conservazione del momento angolare.
Tempo totale: 10 u.o.
MODULO 1. IL MOTO DEI PIANETI E LA GRAVITAZIONE
1.1 Modelli cosmologici da Tolomeo a Copernico.
1.2 Leggi di Keplero.
1.3 Legge di gravitazione universale di Newton.
1.4 La costante di gravitazione universale G.
1.5 Applicazione della legge di Newton allo studio del moto dei pianeti e dei satelliti.
1.6 Energia potenziale gravitazionale (formula generale). Velocità di fuga. Energia dei pianeti e dei satelliti.
Attività sperimentali e di laboratorio:
Simulazione con il foglio elettronico del moto della Terra e di altri corpi celesti del sistema solare.
Tempo totale: 20 u.o.
MODULO 2. DINAMICA DEI FLUIDI
2.1 Portata idraulica; equazione di continuità.
2.2 Conservazione dell’energia per un fluido in movimento: equazione di Bernoulli; teorema di Torricelli.
2.3 Dinamica dei fluidi in presenza di attrito: viscosità; resistenza idraulica e legge di Pouseuille.
Attività sperimentali e di laboratorio:
Misura del tempo di svuotamento di un serbatoio e sua relazione con il livello dell’acqua nel serbatoio.
Tempo totale: 10 u.o.
MODULO 3: LA CORRENTE ELETTRICA NEI CONDUTTORI
3.1 La carica elettrica e le sue proprietà.
3.2 La forza elettrostatica di Coulomb: analogie e differenze con la forza di gravitazione universale di Newton.
3.3 L’energia potenziale elettrica analogie e differenze con l’energia potenziale gravitazionale. Il potenziale elettrico.
3.4 Il ruolo del potenziale elettrico nella conduzione elettrica: analogie e differenze con il ruolo della pressione in
fluidodinamica e della temperatura nella conduzione del calore.
3.5 Il moto delle cariche elettriche nei conduttori; l’intensità della corrente elettrica.
3.6 Generatore ideale di tensione.
3.7 Prima e seconda legge di Ohm; la resistenza elettrica e la resistività elettrica.
3.8 Energia associata al moto delle cariche in un circuito elettrico; potenza elettrica; effetto Joule.
3.9 Collegamento di resistori in serie e in parallelo.
3.10 Resistenza interna di un generatore.
Attività sperimentali: Esperienze di elettrostatica: pendolino elettrostatico; elettroscopio a foglie.
Circuiti elettrici con generatore: prima e seconda legge di Ohm.
Tempo totale: 15 u.o.
MODULO 4. ENERGIA INTERNA E TERMODINAMICA
4.1 Teoria cinetica dei gas ideali. Potenzialità e limiti del modello cinetico.
4.2 Energia interna di un gas ideale. Calore specifico molare dei gas.
4.3 Sistemi che scambiano calore e lavoro con l'ambiente; l'equivalente meccanico della caloria.
4.4 Trasformazioni termodinamiche reversibili; cicli termodinamici; primo principio della termodinamica.
4.5 Macchine termiche e macchine frigorifere; la potenza e il rendimento di una macchina.
4.6 Il secondo principio della termodinamica (enunciati di Kelvin e di Clausius).
4.7 Il ciclo di Carnot; il teorema di Carnot.
4.8 Trasformazioni termodinamiche irreversibili; entropia.
4.9 Interpretazione statistica dell'entropia: microstati e macrostati.
Attività sperimentali e di laboratorio: Il mulinello di Shurholtz; esempi di macchine termiche: il papero bevitore, il motore
Stirling ad aria calda; cella Peltier; celle fotovoltaiche; motore ad idrogeno.
Tempo totale: 25 u.o.
MODULO 5. OSCILLAZIONI
5.1 Il moto armonico semplice; il sistema massa-molla; il pendolo semplice.
5.2 Conservazione dell’energia nel moto armonico semplice.
5.3 Oscillazioni smorzate; tempo di smorzamento.
Attività sperimentali e di laboratorio: Analisi delle oscillazioni di una molla con il sistema di acquisizione dati ULab.
Tempo totale: 5 u.o.
MODULO 6. ONDE
6.1 Onde longitudinali e trasversali.
6.2 Ampiezza, periodo, velocità di propagazione, lunghezza d’onda.
6.3 Le onde armoniche; rappresentazione matematica.
6.4 Interferenza; onde stazionarie.
6.5 Riflessione e rifrazione delle onde.
6.6 Diffrazione delle onde, principio di Huygens.
6.7 Le onde sonore; intensità di un’onda sonora.
6.8 Fenomeni di ottica ondulatoria: l’interferenza da una doppia fenditura (esperienza di Young).
Attività sperimentali e di laboratorio: Visualizzazione dei fenomeni ondulatori con una vaschetta ondoscopica e con
l’ondoscopio a bacchette. Onde stazionarie su una corda. Fenomeni acustici, risonanza e battimenti con i diapason.
Prisma di dispersione della luce. Diffrazione della luce da un ostacolo o da una fenditura; interferenza da doppia fenditura; il
reticolo di diffrazione.
Tempo totale: 10 u.o.
Bergamo, 6 giugno 2016
L'insegnante
Gli studenti
Liceo Scientifico "F. Lussana", Anno Scolastico 2015/16, Classe 4^O
Indicazioni per il lavoro estivo (FISICA)
Alunni con sospensione del giudizio o con l'indicazione "studio estivo" sulla lettera inviata a casa:
Per quanto riguarda il recupero delle conoscenze teoriche, si richiede agli allievi di studiare i seguenti capitoli del libro di
testo, corrispondenti al programma svolto in classe (compresi gli esercizi guidati):
VOLUME “DINAMICA E TERMOLOGIA”
Capitolo 5: La dinamica dei corpi in rotazione
Capitolo 6: La gravitazione
Capitolo 7: I fluidi (paragrafi da 6 a 8)
Capitolo 9: I gas e la teoria microscopica della materia (paragrafi da 1 a 3)
Capitolo 10: Il calore (paragrafo 1)
VOLUME “PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E ONDE”
Capitolo 11: Il primo principio della termodinamica
Capitolo 12: Il secondo principio della termodinamica
Capitolo 13: Oscillazioni e onde meccaniche
Capitolo 14: Il suono
Capitolo 17: Ottica fisica (paragrafo 1)
Si assegna inoltre la risoluzione dei seguenti esercizi:
Volume “DINAMICA E TERMOLOGIA”, Capitolo 5: es. 19, 20, 21, 22, 26, 27, 42, 43, 48, 54, 60, 61, 64, 66, 67
pagine 205-214.
Volume “DINAMICA E TERMOLOGIA”, Capitolo 6: es. 1, 2, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27,
28, 29, 30, 36, 38, 39, 40, 41, 44, 47, 48, 49, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 58, 61, 63, 64, 65, 66, 69 pagine 251-260.
Volume “DINAMICA E TERMOLOGIA”, Capitolo 7: es. 56, 57, 58, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 pagine 308-310.
Volume “DINAMICA E TERMOLOGIA”, Capitolo 9: es. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 pagine
391-392.
VOLUME “PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E ONDE”, Capitolo 11: es. 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 22,
23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 40, 42, 50, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62 alle pagine 482-491.
VOLUME “PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E ONDE”, Capitolo 12: es. 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 15, 18,
19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 29, 30 pagine 534-540; es. 44, 46 47, 48, 59 pag. 544-549.
VOLUME “PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E ONDE”, Capitolo 13: es. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 24, 25,
32, 33, 34, 35, 40, 41, 42, 43, 46, 48, 57, 59, 63 pagine 586-598.
VOLUME “PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E ONDE”, Capitolo 14: es. 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 71
pagine 638-646.
VOLUME “PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E ONDE”, Capitolo 16: es. 10, 11, 12 pagine 780-781.
Si richiede inoltre di allenarsi a saper risolvere correttamente le esercitazioni e le verifiche scritte assegnate nel corso
dell'anno scolastico, le cui tracce sono reperibili piattaforma Moodle (area Fisica).
Alunni promossi senza lettera di aiuto:
Si assegna come lavoro estivo per la materia fisica la lettura attenta e ragionata dei seguenti libri:
-
A. Einstein, L. Infeld: L’evoluzione della fisica; Bollati Boringhieri editore.
C. Rovelli, La realtà non è come ci appare, Cortina editore.
Per ciascun libro lo studente dovrà produrre un’analisi sintetica secondo le indicazioni riportate nello schema seguente:
SCHEMA DI ANALISI DEI LIBRI LETTI COME LAVORO ESTIVO PER LA MATERIA FISICA:
Per produrre un’analisi sintetica di ciascun libro letto, si richiede di rispondere alle domande riportate nel seguito. La
risposta a ciascuna domanda deve avere una lunghezza circa compresa tra 5 e 10 righe.
1.
2.
3.
4.
Quali temi vengono esaminati all’interno del libro?
Tra gli argomenti considerati nel libro, quali ti erano già noti? Quali invece ti erano sconosciuti?
Quale tra i temi affrontati nel libro ti è risultato più interessante? Perché?
Quale tra i temi affrontati nel libro ti è risultato meno interessante? Perché?
Bergamo, 6 giugno 2016
L'insegnante
