Liceo “GB Vico” Corsico
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Liceo “G.B. Vico” Corsico Classe: Materia: Insegnante: Testo utilizzato: 2B FISICA Nicola Moriello Caforio, Ferilli “Fisica! Le regole del gioco” ed. Le Monnier 1) Programma svolto durante l’anno scolastico ARGOMENTO Statica dei fluidi: pressione, principio di Pascal, leggi di Stevino e di Archimede. Riepilogo sulle grandezze vettoriali, il vettore spostamento, la traiettoria Velocità media e velocità istantanea Accelerazione media e accelerazione istantanea Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Moto di caduta di un corpo Problemi di applicazione sui moti I tra principi della dinamica Problemi di applicazione sulla dinamica Il lavoro di una forza La potenza L’energia cinetica e l’energia potenziale. La conservazione dell’energia Il lavoro di forze conservative e il lavoro delle forze dissipative Problemi di applicazione sul lavoro e sulla conservazione dell’energia Concetto di temperatura ed equilibrio termico. Le leggi di dilatazione lineare e di dilatazione volumica Il calore e l’equivalenza tra il concetto di calore e il concetto di lavoro Calore specifico e capacità termica NOTE Unità 5 Unità 6 Unità 7 Unità 8 Unità 9 1) Programma utile per le prove di recupero : ARGOMENTO NOTE Unità 6 Velocità media e velocità istantanea Accelerazione media e accelerazione istantanea Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Moto di caduta di un corpo Problemi di applicazione sui moti I tre principi della dinamica Problemi di applicazione sulla dinamica Il lavoro di una forza La potenza L’energia cinetica e l’energia potenziale. La conservazione dell’energia Il lavoro di forze conservative e il lavoro delle forze dissipative Problemi di applicazione sul lavoro e sulla conservazione dell’energia Concetto di temperatura ed equilibrio termico. Le leggi di dilatazione lineare e di dilatazione volumica Il calore e l’equivalenza tra il concetto di calore e il concetto di lavoro Calore specifico e capacità termica Unità 7 Unità 8 Unità 9 2) Lavori consigliati per preparare le prove di recupero • I moti Problema pag147; pag.152; pag.160; pag.161; pag.166; problemi da pag.168 a pag.176 da n.8 a n.80 tutti (tranne n.15, n.18, n.19, n.22, n.23, n.33, n.37, n.41, n.43, n.44, n.59, n.63, n.67, n.69, n.75, n.77, n.79, n.80) • La dinamica Problema pag.189; pag.194; pag.198; pag.199; pag.201 n.3, n.7; pag.202 n.14, n.15, n.16, n.17; da pag.203 a pag.207 tutti i problemi (tranne n.34, n.37, n.45, n.53, n.55, n.58, n.59) • Il lavoro Problema pag.251; pag.258; pag.265; pag.266; pag.267; da pag.269 a pag.275 tutti i problemi (tranne n.16, n.27, n.33, n.35, n.52, n.56, n.59, n.63, n.65) 1) Esempi di prove di recupero La prova di recupero consiste in una prova scritta della durata di circa 1 h e 30 min. La prova scritta sarà costituita prevalentemente da problemi. Verranno inserite anche domande a risposta multipla e una domanda di teoria. Solo nel caso in cui lo studente non raggiungerà una valutazione sufficiente nello scritto sarà predisposta anche una prova orale. Esempi di possibili esercizi che verranno somministrati nella prova scritta. ESEMPI DI POSSIBILI ESERCIZI : • I MOTI 1) Due nuotatori percorrono la stessa vasca lunga 100 m in verso opposto. Il primo nuotatore viaggia a una velocità costante di 1,5 costante di 4,32 m , il secondo nuotatore, invece, viaggia alla velocità s km . Supponendo che i due nuotatori iniziano a nuotare nello stesso istante h ma da parti opposte, calcolare dopo quanto tempo i due nuotatori si incontrano 2) Un ciclista percorre una tappa lunga 200km . Se la sua velocità media è di 50 prima metà del percorso e di 35 km durante la h km nella restante metà, qual è la sua velocità media durante h l’intero percorso e qual è il suo tempo di percorrenza? Se il ciclista procedesse, invece, a una velocità media di 12,5 m durante l’intero percorso, con quanto tempo di anticipo arriverebbe s al traguardo? 3) Un’auto viaggia alla velocità di 120 decelerazione costante di 2 m . Ad un certo punto inizia a frenare con una s m . Calcolare lo spazio che percorre l’auto fino a fermarsi. s Calcolare quanto tempo impiega l’auto a fermarsi. 4) Un giocoliere lancia una prima palla verso l’alto. Supponendo che la palla raggiunge il suo punto piu’ alto dopo 5 secondi, calcolare la velocità iniziale con la quale il giocoliere lancia la palla e l’altezza che raggiungerà la palla in tale istante. Se il giocoliere lancia una seconda palla verso l’alto con la stessa velocità iniziale nell’istante in cui la prima palla si trova nel suo punto piu’ alto, quanto tempo dopo il lancio della seconda palla questa passa accanto alla prima? In tale istante a che distanza si trovano le due palle al di sopra delle mani del giocoliere 5) Giacomo sta correndo sulla stessa pista di Giovanni. Giacomo si trova 20 m dietro Giovanni ma sta correndo a una velocità costante di 12 velocità costante di 10 m . Sapendo che Giovanni viaggia a una s m , calcola dopo quanto tempo avviene il sorpasso. Calcolare lo s spazio percorso da Giacomo in tale intervallo di tempo. 6) Un’automobile viaggia su una strada rettilinea alla velocità costante di 90 km . A un certo h istante, l’autista si accorge di un ostacolo; però prima che inizia a frenare trascorre un tempo di reazione pari a 0,5 s. Quando poi l’autista agisce sul pedale del freno, l’automobile inizia a rallentare con un’accelerazione costante il cui modulo è di 4,5 m . s2 Quanto vale lo spazio di frenata, cioè la distanza percorsa dall’automobile tra l’istante in cui l’autista si accorge dell’ostacolo e l’istante in cui essa si ferma? • LA DINAMICA 1) Un corpo di massa m = 6,3kg si muove con velocita’ uniforme vi = 3,7 m quando s comincia ad agire su di esso una forza F di modulo F = 54 N nella direzione del moto ma in verso contrario; determinare in quanto tempo il corpo si ferma e quanto spazio percorre da quando è iniziata l'azione della forza. 2) Si consideri una cassa di massa m = 4,2kg che scende, partendo da ferma, dalla sommita’ di un piano inclinato privo di attrito lungo l = 7,5m e alto h = 380cm . Determinare i moduli di tutte le forze agenti sulla cassa, il tempo impiegato ad arrivare in fondo al piano inclinato e la sua velocita’ finale. 3) Un corpo inizialmente fermo, scende lungo un piano inclinato. Il piano per i primi 20 m e per un dislivello di 10 m non presenta attrito mentre per la restante lunghezza del piano c’è un attrito il cui coefficiente è di 0,2. Calcolare i valori delle accelerazioni del corpo nei due diversi tratti. 4) L’ascensore con cui Danilo sta raggiungendo il suo appartamento al quinto piano accelera verso l’alto di 2 m . Se Danilo ha una massa di 78kg , qual è il modulo della s reazione normale del pavimento? • IL LAVORO 1) Per far scendere una cassa di 49 Kg dal pianale di un camion alto 1,5 m si usa uno scivolo privo di attrito e inclinato di 30 gradi rispetto al terreno. Calcolare il lavoro compiuto dalla forza di gravità. Supponendo che, invece, c’è attrito e che la velocità con cui scende la cassa è costante, calcolare il lavoro compiuto dalla forza di attrito 2) Un nastro trasportatore solleva ogni secondo 18 Kg di sabbia all’altezza di 12 m. Calcolare la potenza erogata dal motore del nastro 3) Su una pista, una Lamborghini Gallardo di 1550 Kg che viaggia alla velocità di 200 Km h può essere frenata in 134 m. Calcolare l’accelerazione dell’auto, il tempo di arresto e la potenza necessaria per fermarlo 4) Un carrello di massa 4 Kg, inizialmente fermo, giunge alla base di un piano inclinato liscio (senza attrito) di 30 gradi rispetto al suolo con una velocità di 18 Km . Calcolare la h lunghezza del piano 5) Un pendolo di massa 80 g e lunghezza 120 cm viene spostato di 25 gradi rispetto alla sua posizione di equilibrio. Calcolare l’energia potenziale del pendolo nelle sue due posizioni. 6) Un punto materiale di massa m = 18 kg scende lungo un piano inclinato di altezza h = 2,5m e lunghezza ℓ = 7,5 m; sapendo che parte da fermo e che la velocita’ in fondo al piano inclinato ha modulo v = 5 m determinare il modulo della forza di attrito dinamico presente s fra il punto materiale e la superficie del piano inclinato. Determinare il coefficiente di attrito dinamico. • ESEMPI DI POSSIBILI DOMANDE A RISPOSTA MULTIPLA (VERO O FALSO) : - In un moto rettilineo uniforme la velocità è costante V o F - Se un corpo si muove di moto rettilineo uniforme allora la velocità media è sempre la stessa - Vo F La legge oraria del moto uniformemente accelerato è data da un arco di parabola rappresentato nel I quadrante degli assi cartesiani V o F - Nel moto di caduta di un corpo l’accelerazione varia V o F - Se un copro viene lanciato verso l’alto allora il punto di massima altezza è dato da h= 1 g ⋅ t2 2 - In assenza di attrito un corpo continua a muoversi senza mai fermarsi VoF - La massa si può definire come il rapporto tra l’accelerazione e la forza VoF - Se colpiamo con una racchetta una pallina da tennis allora la pallina torna indietro con una forza opposta V o F - Il lavoro si può definire come il prodotto scalare tra i vettori forza e spostamento - Su un piano orizzontale il lavoro è nullo se i vettori forza e spostamento sono perpendicolari tra di loro - VoF VoF Il lavoro per spingere un corpo su un piano verticale è uguale al prodotto della massa del corpo per l’accelerazione di gravità per l’altezza VoF - L = F ⋅ s se i vettori forza e spostamento sono tra di loro perpendicolari - Se il lavoro totale è nullo allora possiamo affermare che la forza è conservativa V o F - La potenza è il prodotto tra il lavoro e il tempo - L’energia cinetica è Ec = mv 2 - Se il lavoro è nullo allora anche l’energia cinetica è nulla - Il prodotto tra l’energia potenziale e l’energia cinetica è sempre un numero fisso V o F - L’energia meccanica è E M = - L’energia cinetica delle molecole di un gas aumenta al crescere della temperatura V o F - In un gas le molecole interagiscono intensamente e quindi l’energia potenziale prevale sull’energia cinetica - VoF 1 ⋅ m ⋅ v2 + m ⋅ g ⋅ h 2 VoF V o F VoF VoF Il valore della temperatura assoluta si ottiene sottraendo 273,15 alla temperatura espressa dalla scala Celsius - VoF L’energia interna di un corpo è pari alla somma della sua energia cinetica, potenziale e meccanica - VoF VoF Due corpi sono in equilibrio termico quando messi in condizioni di scambiare energia si portano a una stessa temperatura VoF POSSIBILI DOMANDE DI TEORIA (DOMANDE CHE SI POSSONO TROVARE SIA NELLA PROVA SCRITTA OPPURE VERRANNO FATTE DURANTE L’ORALE PER GLI STUDENTI CHE NON HANNO RAGGIUNTO LA SUFFICIENZA NELLA PROVA SCRITTA) 1) Stabilire la differenza tra velocità media e velocità istantanea 2) Dire tutto cio’ che si conosce sul moto rettilineo uniforme, sul moto uniformemente accelerato e sul moto di caduta di un corpo 3) Enunciare il primo principio della dinamica nelle sue due diverse definizioni. Dimostrare che - se FR = 0 ⇒ v = cos tan te - se v = cos tan te ⇒ FR = 0 Spiegare il motivo per cui a parità di forze applicate a due corpi della stessa massa allora si fermerà prima il corpo lanciato sul pavimento rispetto a quello che viene lanciato sul ghiaccio 4) Enunciare il secondo principio della dinamica. A parità di forze applicate a un corpo il corpo di massa maggiore subirà un’accelerazione ………………… L’accelerazione è una grandezza fisica …………………………………. alla massa del corpo 5) Definire che cos’è la forza di azione e che cos’è la forza di reazione. Enunciare il terzo principio della dinamica nelle sue due diverse definizioni. Fare un possibile esempio dove si applica il terzo principio della dinamica 6) Dare la definizione di lavoro. Il lavoro della forza peso, della forza elastica, della forza di attrito 7) Definire in che caso una forza si dice conservativa o dissipativa 8) Se il lavoro totale compiuto da un corpo è nullo allora: - La forza è …………………………………………. - L’accelerazione è …………………………….. - La velocità è ……………………………… - La variazione dell’energia potenziale è ……………. - Il cammino percorso dal corpo è dato da una traiettoria …………………. 9) Enunciare il teorema dell’energia cinetica 10) Enunciare la legge di dilatazione lineare. Dimostrare che Lf = ............. Dare la definizione di caloria. Esprimere il concetto che lega il calore al lavoro utilizzando l’esperimento di Joule.
