SCUOLA SECONDARIA SUPERIORE ANNO SCOLASTICO 2015 - 2016
CLASSE 5 SCIENTIFICO A
Programma di fisica (insegnante M. Grazia Bevitori)
Argomenti svolti durante l’anno:
1) Elettrostatica: elettrizzazione dei corpi, concetto di carica; induzione elettrostatica, elettroscopio;
conduttori, isolanti; conservazione e quantizzazione della carica; la carica elementare: l'elettrone; l'unità
di misura della carica: il Coulomb. La legge di Coulomb: la forza elettrostatica fra due cariche
puntiformi (inversamente proporzionale al quadrato della distanza R); confronto con la forza di
gravitazione che è una forza solo attrattiva generata dalla massa. Il campo elettrico E; linee di forza del
campo elettrico; campo radiale generato da una carica isolata; campo generato da due cariche
puntiformi; campo generato da una distribuzione di cariche puntiformi, vettore risultante.
2) Flusso del campo elettrico: ··cos teorema di Gauss: Qle sorgenti del campo elettrico;
distribuzione della carica su un conduttore (esperienze di Faraday, gabbia); applicazioni del teorema di Gauss:
campo di una sfera cava di raggio R; campo uniforme di una lamina estesa; campo uniforme fra due lamine,
campo di un filo carico. Densità superficiale di carica, densità lineare di carica. Potere dispersivo delle punte.
3) Energia potenziale e potenziale del campo elettrico: Lavoro della forza elettrostatica: L = F·S·cos:
(prodotto scalare); energia potenziale elettrostatica: L = Uo – U1 = - U; (U = K q1· q2 / R); forza conservativa;
conservazione dell'energia: Etotale = ½ m v2 + U = costante; potenziale elettrico in un punto del campo E: V =
U/q ( energia per unità di carica); unità di misura del potenziale elettrico: il Volt, l’elettronVolt (eV). Differenza
di potenziale V ( d.d.p. o tensione V); V = - U/q = (Uo – U1)/q = lavoro del campo elettrico (E · S).
4) Capacità elettrica, unità di misura, capacità di un conduttore sferico, condensatore piano. Energia di carica
(lavoro per caricare un condensatore). Energia accumulata nel condensatore: L = ½ C·V2 = Q2/C. Moto di una
carica in un campo elettrico uniforme E all’interno di un condensatore piano, moto parabolico.
5) Cariche in moto; corrente e resistenza: intensità di corrente nei conduttori metallici, unità di misura,
l’Ampère, resistenza elettrica: le due leggi di Ohm, resistività Energia nei circuiti elettrici, potenza dissipata
sotto forma di calore: W = V· i; W = V2/R; W = i2·R, effetto Joule: Energia elettrica - calore.
6) Principi di Kirchhoff: principio di conservazione della carica ( legge dei nodi), principio di conservazione
dell'energia in un circuito elettrico (legge delle maglie). Forza elettromotrice f.e.m = ddp del generatore a circuito
aperto. Collegamenti di resistenze in serie ed in parallelo. Condensatori in serie e in parallelo.
Circuito RC. Carica di un condensatore, tempo caratteristico . Q = C·(1 – e-t/RC)
7) Campo magnetico B (o induzione magnetica): magneti naturali, descrizione intuitiva del campo magnetico,
linee di forza, polo N e polo S, impossibilità di isolare la carica magnetica. Campo magnetico generato da un filo
percorso da corrente, prima regola della mano destra. Legge sperimentale di Biot e Savart. B = (o / 2)· i/r.
8) Azione magnetica fra due fili percorsi da corrente: legge di Ampère: F = (o / 2)· i1· i2 /d. Permeabilità
magnetica o. Campi generati da cariche in moto. L'ipotesi di Ampère: dipendenza delle proprietà magnetiche
della materia da microscopiche cariche in moto presenti all'interno di essa. Azione di un campo magnetico su un
filo percorso da corrente: F = B i L sin (legge di Laplace); seconda regola della mano destra per definire la
direzione della forza magnetica. Definizione di campo magnetico B e sua unità di misura, T: il Tesla = N/(Am).
9) Azione di un campo magnetico su una carica in moto. Forza di Lorentz: F = q v x B ; (prodotto
vettoriale). Forza di Lorentz agente sulle particelle cariche come forza centripeta, perpendicolare al vettore
velocità. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme: mV2/R = qVBsen. Comportamento delle
particelle cariche in un campo magnetico. Campo magnetico terrestre: sua azione sulle particelle cariche del
vento solare.
10) La natura della luce: doppia natura della luce, onda e corpuscolo, frequenza e lunghezza d'onda della luce
visibile, spettro della luce. Velocità della luce nel vuoto C = 3·108 m/s. Interferenza.
11) Relatività: Principio di relatività galileiana. Sistemi inerziali. Moto relativo. L’esperimento di MichelsonMorley (1887): il problema dell'esistenza dell’etere. I postulati della relatività ristretta. Le trasformazioni di
Lorentz. Il fattore . Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Tempo proprio, lunghezza propria.
Composizione relativistica delle velocità. Massa ed energia. Massa relativistica. E = m·c 2 .
I rappresentanti di classe
Daniele Riccio – Francesca Rinaldi
San Marino, 26 maggio 2016
L’insegnante
M. Grazia Bevitori
