ISTITUTO D’ISTRUZIONE SUPERIORE “TARTAGLIAOLIVIERI”
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PROGRAMMA EFFETTIVAMENTE SVOLTO
MOD 02.02
REV.03 del 01/09/12
PROGRAMMA EFFETTIVAMENTE SVOLTO a. s. 2013-14
MATERIA:
FISICA
CLASSE: 4 E+F
INSEGNANTE: TRASARTI-BATTISTONI ROBERTO
LIBRO DI TESTO
S.Mandolini “LE PAROLE DELLA FISICA 2 -Termodinamica e Onde”
+ Physics in English, Zanichelli
ARGOMENTI
0. Ripasso: stima vs misura vs calcolo di grandezze fisiche, con
rispettive unità di misura; gr.fisiche ↔ unità di misura S.I.M.K.S.
Grandezze fisiche fondamentali: posizione x,y,z; istante t, massa m. Tre
significati di m: “quantità di materia”, inerzia, gravità. Concetto di “rapidità di
cambiamento: esempio rapidità di
ingrassamento:=∆m/∆t)
Gr.fis.derivate: significato formale simbolo ∆ = differenza dopo-prima;
distanza o spostamento ∆x, ∆y, ∆z , durata ∆t; area (rettangolo)A:=ab,
volume (parallelepipedo) V:=abc; velocità v:=∆x/∆t, acceleraz. a:=∆v/∆t
(Più tardi, nell'anno: significato intuitivo simbolo d = “∆ molto piccolo”
e del simbolo →=”al limite”; da cui v_media:=∆x/∆t→v(t)=dx/dt e simili.)
Stima“ad occhio” vs misura con righello, metro, cronometro, bilancia:
x,∆x,t,∆t,m; stima vs calcolo di A,V,v,a in situazioni di vita quotidiana.
1. Ripasso: moto rettilineo uniforme z(t)=z_0 + v_0 t ↔ y(x)=px+q retta in
matematica; significato geometrico v_0=velocità
uniforme
↔
p=pendenza costante, z_0=posizione z(t=0)<->q=intercetta y in y(x=0).
Formula z(t)→ tabella dati numerici t,z→diagramma cartesiano z vs t.
2. Ripasso: moto rettilineo accelerato uniformente z(t)=z_0+v_0 t+½ g t^2
<-> y(x)=ax^2+b^x+c parabola in matematica;
significato geometrico di g=accelerazione ↔ 1/2a=concavità/2,
v_0=velocità iniziale v(t=0)↔ b=pendenza della retta tangente locale in x=0,
z_0=posizione iniziale z(t=0)↔ c=intercetta sull'asse y in y(x=0).
Formula z(t)→tabella dati numerici t,z→diagramma cartesiano z vs t.
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MOD 02.02
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REV.03 del 01/09/12
Corrispondenza fisica↔matematica z(t) crescente/decrescente ↔ v(t)>0\<0,
moto rapido↔salita\discesa ripida, z(t) max.\min. ↔ v(t)=0 (in preparazione
allo
studio
di
funzione
f(x),f'(x),f''(x)
Mat.Classe
5nta).
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3. I 3 Principi della Dinamica: P. di Inerzia, F=ma, P.di Azione-Reazione.
Forze di attrito: rad.statico F_a<=kF_p, radente dinamico F=k_A F_p dove
F_p=forza premente perpendicolare alla superficie di attrito e k_a<k_A,
dinamico viscoso F_v=-Av, solo cenni al dinamico volvente); forze di
reazione vincolare (liscia vs ruvida/scabra); Legge del moto di Newton
F=ma: definizione formale di F, o di m, o legge sperimentale?
Bilanci di forze. Equi-librio vs Azione-Reazione: sono 2 cose diverse!
(Sistemi inerziali: solo cenni. Accelerazioni “fittizie” di trascinamento,
centrifuga, di Coriolis: NO del tutto. Moti periodici: cenni sporadici.)
4. Forza, energia, potenza: 3 grandezze fisiche collegate ma diverse!
Concetto intuitivo di lavoro, cenni alla definizione W=F∆x_parallelo a F.
Cenni: energia cinetica, energia potenziale-posizionale, legami con W;
forza elastica F_k=-kx vs energia potenziale elastica U_k=+1/2k^x^2;
forza di gravità F_g=-GMm/r^2 vs energia pot. grav. U_g=-GMm/r; tra
forza ed energia c'è di mezzo una distanza, e un coefficiente numerico.
(Si capirà meglio in 5nta, col concetto di integrale, qui solo accennato.)
Definizione formale di potenza P=∆E/∆t. Corrispondenza algebrica
gr.fis. ↔ u.d.mis.S.I.M.K.S.: N:=kgm/s^2,J:=kgm^2/s^2,W:=kgm^2/s^3.
5. Gravità: accelerazione e forza di gravità sono 2 gr.fisiche diverse!
Caduta libera di corpi gravi(=dotati di massa m), e (non)ruolo di m ↔ la
caduta è “veramente libera”(=tutte le altre forze=aria sono trascurabili).
Accelerazione di gravità nei pressi della sup. terrestre g=9.81m/s^2, forza di
gravità F_g=mg, Legge (di Newton) di Gravitazione Universale F_g=GMm/r^2 vs energia potenziale gravitazionale U_g=-GMm/r.
Calcoli con cifre astronomiche, potenze di 10, unità di misura, valore G
6. Calore e temperatura: sono 2 gr.fisiche diverse! Analogia: un sistema
termico composto da 2 sottosistemi in contatto termico tra loro ↔ un
sistema idraulico composto da un fluido in 2 vasi (verticali)
comunicanti: energia totale del sistema ↔ volume totale del fluido,
calore scambiato ↔ volume scambiato, equilibrio termico ↔ equilibrio
meccanico, equilibrio termico a eguali temperature ↔ equilibrio
meccanico a eguali altezze (in realtà eguali pressioni, ma se il fluido è
1 solo con densità omogenea nello spazio e costante nel tempo o.k.)
Applicazione: propagazione\isolamento del calore negli edifici, con
riferimento a lezione esterna “Casa ecologica” presso Ambiente Parco.
7. Onde
e oscillazioni: solo qualche cenno essenziale: onde
monocromatiche (vedi sin e cos in Matematica), ampiezza, lunghezza
d'onda lambda, frequenza nu, velocità c=lambda nu, velocità della luce
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e radiazioni E.M. nel vuoto c=300 000 km/s (→conversione in m/s);
corrispondenza ampiezza↔ volume suono ↔ intensità radiazioni E.M.,
lambda,nu ↔ altezza del suono↔ colore\energia specifica delle
radiazioni E.M. - Applicazione: propagazione\isolamento di luce,
radiazioni X, UV, IR e microonde negli edifici e nella vita quotidiana,
riferimento a lezione esterna “Casa ecologica” presso Ambiente Parco.
CONSIGLI PER IL LAVORO ESTIVO E RECUPERO CARENZE:
Per tutta la classe:
leggere, tentando di capire ma senza sforzi eccessivi, le parti del testo relative a:
termodinamica
onde e oscillazioni
ottica
Per gli alunni con giudizio sospeso, inoltre: affrontare di nuovo (e stavolta risolvere!)
tutti i quesiti delle verifiche svolte durante l'anno (già fornite in fotocopia agli alunni).
Brescia, lì Mar.10.Giu.2014
Il Docente
Roberto Trasarti-Battistoni
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