FISICA
Classe III° A
Programma svolto
Liceo Ginnasio salesiano "San Giovanni Bosco"
Anno scolastico 2012-2013
Modulo A Moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato
Punto materiale in movimento, traiettoria; sistemi di riferimento e descrizione del moto; il moto rettilineo
La velocità media, definizione, analisi dimensionale, unità di misura, equivalenza tra km/h e m/s;
Moto rettilineo uniforme
o Calcolo della distanza e del tempo nel moto rettilineo uniforme a partire dalla definizione di velocità
media
o Definizione generale di grafico spazio-tempo e differenza con la traiettoria, lettura del grafico s-t nel
moto uniforme
o La diretta proporzionalità tra spazio e tempo;
o Calcolo della posizione e del tempo con la legge oraria del moto con partenza da fermo ( s vt ) e nel
caso generale s s0 vt . Confronto dei grafici s-t nei due casi, la pendenza della retta
Spostamento e velocità come vettori
L’accelerazione media, significato di accelerazione negativa; la relazione tra velocità e tempo, legame tra
variazioni di velocità ed intervalli di tempo
Moto uniformemente accelerato con velocità iniziale nulla:
o legge della velocità istantanea v at
o Il grafico velocità-tempo
o legge della posizione (o legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato con partenza da
fermo) s
1 2
at (senza dimostrazione) e formule inverse (anche con il calcolo del tempo di durata
2
di una caduta)
o Il grafico spazio-tempo e la proporzionalità quadratica
Moto uniformemente accelerato con velocità iniziale: cenni alla legge della velocità istantanea v v0 at
Sintesi tra moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato, il moto vario
Esercizi; esperimenti a casa: calcolo della velocità, calcolo dei riflessi.
Modulo B moto circolare uniforme e moto armonico
Moto circolare, moto circolare uniforme, valore della velocità istantanea (tangenziale), il vettore velocità,
accelerazione nel moto circolare, accelerazione centripeta, modulo
Periodo e frequenza, le grandezze inversamente proporzionali
Misura dello spostamento angolare, velocità angolare (definizione e valore), velocità angolare di un corpo rigido
che si muove di moto rotatorio e legame con la velocità tangenziale
Il moto armonico, variazione della velocità e dell'accelerazione
Il pendolo semplice e la legge di isocronismo per piccole oscillazioni
Esercizi; esperimenti a casa: calcolo del periodo in un moto circolare e nel moto del pendolo per piccole
oscillazioni.
Modulo C: Principi della dinamica e Forze applicate al movimento
La Dinamica, i princìpi della dinamica, Il primo principio della Dinamica; La relazione tra forza e accelerazione;
la massa inerziale; Il secondo principio della Dinamica; Considerazioni sui principi della Dinamica
I sistemi di riferimento inerziali e accelerati
Cenni sul principio di relatività galileiana e sulle trasformazioni di Galileo
Cenni sulle forze apparenti
Il terzo principio della Dinamica
La caduta libera: relazione tra massa e forza-peso, leggi del moto di caduta da fermo;
La discesa lungo un piano inclinato, accelerazione lungo un piano inclinato
La forza centrìpeta
La gravitazione universale, il moto dei pianeti e le leggi di Keplero
Il concetto di campo gravitazionale terrestre, cenni sul vettore campo gravitazionale
Laboratorio virtuale: caduta nel tubo a vuoto; Esercizi
Film Newton nello spazio, Esperimenti virtuali a bordo della ISS, Agenzia Spaziale Europea, www.esa.int
Modulo D: Lavoro ed Energia
Il lavoro (definizione nel caso forza e spostamento paralleli, antiparalleli, perpendicolari)
La definizione di lavoro per una forza costante
La potenza
L’energia, forme di energia, trasformazioni di energia
L’energia cinetica e il teorema delle forze vive
Forze conservative e non conservative
L’energia potenziale gravitazionale (della forza peso)
L’energia potenziale elastica, il lavoro della forza elastica
Cenni alla definizione generale dell'energia potenziale e della differenza di energia potenziale
L'energia potenziale gravitazionale di Newton e cenni al grafico dell'energia potenziale gravitazionale in
funzione della distanza, esempio del calcolo dell'energia potenziale gravitazionale nel sistema Terra-Sole
Esercizi.
Modulo E: Principi di conservazione e quantità di moto
Il principio di conservazione dell’energia meccanica
La molla e la conservazione dell’energia meccanica
Conservazione dell'energia meccanica nella caduta libera (con dimostrazione)
Espressione generale del teorema di conservazione dell'energia; lavoro come energia in transito
La conservazione dell'energia totale
La quantità di moto, il vettore quantità di moto
Il principio di conservazione della quantità di moto (descrizione di esperimenti di "disintegrazione" di un oggetto
in due oggetti)
L'impulso di una forza il teorema dell'impulso, minimizzare e massimizzare la forza d'urto
I princìpi della dinamica e la legge di conservazione della quantità di moto
Gli urti in una dimensione (elastico, anelastico)
Concetti di momento d’inerzia e momento angolare di una forza; Il principio di conservazione del momento
angolare (richiami sul vettore momento di una forza)
Esercizi; esperimenti a casa: gli urti, come costruire una "barca a reazione".
In laboratorio: pendolo di Newton
Modulo F: Elettrostatica ed Elettrodinamica
L’elettrizzazione per strofinìo (corpi elettrizzati, l'ipotesi di Franklin, il modello microscopico della materia)
I conduttori e gli isolanti (classificazione, il modello microscopico, elettrizzazione per contatto)
La definizione operativa della carica elettrica (elettoscopio, la misura della carica elettrica, il coulomb,
conservazione della carica elettrica)
La legge di Coulomb (formulazione della legge, grafico del modulo della forza di Coulomb in funzione della
distanza tra le cariche, esempi della variazione della forza di Coulomb con la distanza tra le cariche, direzione
e verso della forza, analogie tra forza elettrica e forza gravitazionale, la costante k 0 della legge di Coulomb, la
costante dielettrica del vuoto
0
e la legge di Coulomb per due cariche poste nel vuoto)
Il principio di sovrapposizione
L'esperimento di Coulomb
La forza di Coulomb nella materia (definizione della costante dielettrica relativa del mezzo
dielettrica assoluta
r
e della costante
0 r , esempio del calcolo di una forza tra due cariche puntiformi poste nell'acqua)
L’elettrizzazione per induzione (induzione elettrostatica, elettròforo di Volta)
la polarizzazione dei dielettrici
La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico (equilibrio elettrostatico, due esperimenti
sulla localizzazione della carica, densità superficiale di carica: valore e distribuzione su un conduttore carico),
Gabbia di Faraday
Il vettore campo elettrico (definizione del concetto di campo, metafora del telo elastico, definizione operativa del
vettore campo elettrico, calcolo della forza)
Campo elettrico generato da una carica puntiforme (rappresentazione e modulo), da due cariche puntiformi (con
la regola del parallelogramma)
Linee del campo elettrico, costruzione delle linee del campo elettrico, linee di campo di una carica puntiforme, di
due cariche puntiformi
L’energia potenziale elettrostatica della forza di Coulomb (cenni al grafico della funzione energia potenziale in
funzione della distanza, cenni all'analogia con l'energia potenziale di Newton)
Cenni al potenziale elettrico
La differenza di potenziale elettrico
Cenni alla corrente elettrica
Esercizi; esperimenti a casa: sulle cariche elettriche (nastro adesivo elettrizzato), sul campo elettrico (curvare
l'acqua)
Laboratorio virtuale: funzionamento di un elettroscopio; potere delle punte in un conduttore carico, linee del
campo elettrico.
Testi adottati: Sergio Fabbri, Mara Masini “phoenomena”, volumi 1 e 2, Sei; Appunti
Cagliari, 6 Giugno 2013
Per la classe
Il docente
