Programma di fisica della classe 5 sez. E
Liceo Scientifico "R. Caccioppoli" a.s. 2013/2014
Docente: Adele Cimmino
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Relatività
I postulati della relatività ristretta. La dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze:
tempo proprio e lunghezza propria. Le trasformazioni di Lorentz. Composizione relativistica
delle velocità. Espressioni relativistiche della massa, della quantità di moto e dell'energia
cinetica. Equivalenza massa-energia. Cenni sulla teoria della relatività generale: il principio di
equivalenza; l'universo relativistico.
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Elettrostatica
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Campo elettrico
La carica elettrica. Principio di conservazione della carica. Elettrizzazione dei corpi per
strofinio, contatto e induzione. Conduttori e isolanti. Polarizzazione di un dielettrico.
Funzionamento dell'elettroscopio. Legge di Coulomb. Forza elettrica prodotta da più cariche.
Campo elettrico. Rappresentazione di un campo elettrico mediante linee di campo. Principio di
sovrapposizione dei campi elettrici. Flusso di un vettore. Teorema di Gauss. Applicazioni del
teorema di Gauss: campo elettrico generato da una carica puntiforme, da una sfera carica, da un
filo carico, da una lastra piana carica, da un sistema di due lastre cariche. Distribuzione delle
cariche e campo elettrico all'interno e all'esterno di un conduttore carico. Moto di una carica in
un campo elettrico.
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Potenziale elettrostatico
Lavoro in un campo elettrico. Differenza di energia potenziale ed energia potenziale di un
sistema di cariche. Grafico del potenziale elettrico in funzione della distanza dalla carica
generatrice. Superfici equipotenziali. Relazione tra potenziale e campo elettrico. Potenziale di
un conduttore. Gabbia di Faraday. Potere delle punte. Circuitazione di un vettore. Conservatività
del campo elettrostatico. Circuitazione del campo elettrostatico. Capacità e condensatori.
Capacità di un condensatore piano. Collegamento di condensatori in serie e in parallelo. Energia
di un condensatore.
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Corrente nei solidi
Il circuito elettrico. La corrente elettrica nei metalli. Velocità di deriva. Resistenza. Resistività.
Leggi di Ohm. Dipendenza della resistività dalla temperatura. Collegamento di resistori in serie
e in parallelo. Resistenza equivalente di un circuito. Leggi di Kirchhoff dei nodi e delle maglie.
Risoluzione di circuiti con più generatori. Potenza elettrica ed effetto Joule. Forza elettromotrice
e resistenza interna di un generatore. Circuito RC serie: carica e scarica di un condensatore.
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Elettromagnetismo
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Campi magnetici e correnti
Campo magnetico. Forza di Lorentz. Vettore di induzione magnetica. Moto di una carica in un
campo magnetico. Flusso di un campo magnetico. Esperienza di Oersted. Legge della
circuitazione di Ampère. Interazione fra campi magnetici e correnti. Campo magnetico generato
da un filo rettilineo e da un solenoide percorsi da corrente. Azioni tra correnti. Definizione di
ampere. Proprietà magnetiche della materia: sostanze diamagnetiche, paramagnetiche e
ferromagnetiche. Circuito RL serie: extra correnti di apertura e di chiusura.
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Induzione elettromagnetica
Legge di Faraday-Lenz. Circuitazione del campo elettrico. Extra correnti di apertura e di
chiusura. Autoinduzione. Induttanza di un solenoide. Mutua induzione. Motori elettrici e
generatori. Il trasformatore. La sintesi dei fenomeni elettromagnetici: le equazioni di Maxwell.
