liceo artistico statale - "A. Martini"
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ISTITUTO ISTRUZIONE SUPERIORE “A. MARTINI” - SCHIO LICEO ARTISTICO - Dipartimento di Matematica e Fisica FISICA Finalità della Fisica nel secondo biennio e nel quinto anno è di ampliare il processo di preparazione scientifica e culturale degli allievi, concorrendo ad apprendere i concetti fondamentali e a sviluppare la consapevolezza del valore culturale della disciplina e della sua evoluzione storica. In particolare, si cercherà di far osservare e identificare fenomeni, di far capire l’importanza del linguaggio matematico come strumento nella descrizione del mondo fisico, di comprendere e valutare scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la realtà di tutti i giorni. Classe Terza ( due ore settimanali ) UD1: IL METODO SCIENTIFICO E LA MISURA Tempi: settembre Che cos’è la Fisica Lo studio della natura prima di Galileo Il metodo scientifico Grandezze fisiche e misure Le grandezze derivate: area, volume e densità Misure dirette e indirette Notazione scientifica e ordine di grandezza Misure ed errori UD2: LE GRANDEZZE VETTORIALI E LE FORZE Tempi: ottobre - novembre Grandezze scalari e grandezze vettoriali I vettori Lo spostamento Le forze La forza di gravità La forza elastica La forza di attrito UD3: LE FORZE E L’EQUILIBRIO Tempi: dicembre - gennaio L’equilibrio di un punto materiale Il momento di una forza e di una coppia di forze L’equilibrio di un corpo rigido Le macchine semplici Baricentro di un corpo, stabilità dell’equilibrio OBIETTIVI MINIMI Spiegare come si articola il metodo sperimentale Spiegare come si definiscono le grandezze fisiche Spiegare cos'è e a che cosa serve l'unità di misura Utilizzare le unità del Sistema Internazionale (equivalenze) Riconoscere le grandezze fisiche fondamentali e derivate Riconoscere e applicare la notazione scientifica Spiegare la differenza tra misure dirette e indirette Calcolare il valore medio di una serie di misure ripetute Spiegare cos'è l'errore di misura OBIETTIVI MINIMI Distinguere tra grandezze scalari e vettoriali Rappresentare in un grafico cartesiano un vettore e scomporlo secondo due direzioni assegnate Spiegare cos'è e cosa rappresenta lo spostamento Comporre due spostamenti Spiegare il concetto di forza Distinguere tra le grandezze massa e peso Ricordare ed enunciare le proprietà della forza elastica e la legge di Hooke Ricordare ed enunciare le proprietà delle forze di attrito Risolvere semplici problemi OBIETTIVI MINIMI Spiegare il modello del punto materiale Ricavare la condizione di equilibrio di un punto materiale Spiegare come agisce e come si rappresenta una forza applicata Ricavare le condizioni di equilibrio di un corpo rigido Spiegare il funzionamento delle leve e delle carrucole Spiegare cos'è il baricentro e riconoscere la sua posizione Risolvere semplici problemi UD4: L’EQUILIBRIO DEI FLUIDI Tempi: gennaio - febbraio La pressione I vasi comunicanti Il principio di Pascal e la legge di Stevino Il principio di Archimede La pressione atmosferica UD5: IL MOVIMENTO Tempi: febbraio - marzo Come descrivere il moto La velocità Il moto uniforme Equazione generale del moto rettilineo uniforme L’accelerazione Il moto rettilineo uniformemente accelerato Equazioni generali del moto rettilineo uniformemente accelerato Il moto di caduta libera UD6: I PRINCIPI DELLA DINAMICA Tempi: marzo - aprile La dinamica Il primo principio della dinamica Il secondo principio della dinamica Massa e peso Il terzo principio della dinamica UD7: MOTO CIRCOLARE UNIFORME Tempi: aprile Il moto circolare uniforme La velocità angolare L’accelerazione centripeta e la forza centripeta UD8: LE FORZE E IL MOTO Tempi: maggio - giugno Il moto lungo un piano inclinato Il moto dei proiettili La composizione dei moti Il pendolo semplice La legge di gravitazione universale Il moto dei pianeti e le leggi di Keplero Il moto dei satelliti OBIETTIVI MINIMI Spiegare cos'è un fluido ed enunciare la definizione di pressione Enunciare il principio di Pascal e la legge di Stevino Enunciare la legge dei vasi comunicanti Descrivere l’esperienza di Torricelli e spiegare cos'è la pressione atmosferica Enunciare il principio di Archimede Risolvere semplici problemi OBIETTIVI MINIMI Riconoscere la traiettoria di un punto materiale Enunciare le definizioni di velocità e accelerazione, media e istantanea Riconoscere le leggi orarie del moto rettilineo uniforme e del moto rettilineo uniformemente accelerato Interpretare i grafici Spiegare le caratteristiche del moto di caduta libera Risolvere semplici problemi OBIETTIVI MINIMI Spiegare la differenza tra cinematica e dinamica Enunciare i tre principi della dinamica Spiegare la relazione tra le forze applicate ad un corpo e i loro effetti Risolvere semplici problemi OBIETTIVI MINIMI Descrivere le caratteristiche del moto circolare uniforme Definire la velocità angolare Spiegare cosa sono l'accelerazione centripeta e la forza centripeta Risolvere semplici problemi OBIETTIVI MINIMI Scomporre le forze nel moto lungo il piano inclinato e calcolare l'accelerazione Riconoscere le condizioni iniziali e scrivere le equazioni del moto Enunciare le leggi di Keplero Spiegare la legge di gravitazione universale Risolvere semplici problemi Classe Quarta ( due ore settimanali ) UD1: LAVORO, ENERGIA, POTENZA Tempi: settembre - ottobre Ripasso dei seguenti argomenti: primo, secondo e terzo principio della Dinamica Definizione di lavoro (forza costante); unità di misura; lavoro della forza peso Lavoro di una forza variabile o con direzione variabile; lavoro della forza elastica Definizione generale di energia; unità di misura Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica L'energia potenziale; l'energia potenziale gravitazionale e l'energia potenziale elastica Definizione di energia meccanica Forze conservative e conservazione dell'energia meccanica; trasformazioni dell'energia Forze non conservative e conservazione dell'energia totale Definizione di potenza; unità di misura; potenza a velocità costante OBIETTIVI MINIMI Definire il lavoro (con esempi e disegni) in vari casi Definire l'unità di misura del lavoro Definire l'energia e spiegare quali forme di energia esistono Definire e calcolare l'energia cinetica Spiegare il teorema dell'energia cinetica Spiegare cos'è l'energia potenziale Calcolare l'energia potenziale gravitazionale ed elastica Definire l'energia meccanica Eseguire semplici problemi sul calcolo dell'energia meccanica Spiegare la conservazione dell'energia meccanica Risolvere semplici problemi sulla conservazione dell'energia meccanica Definire la potenza e la sua unità di misura Eseguire semplici problemi sul calcolo della potenza UD2: QUANTITÀ DI MOTO E IMPULSO Tempi: novembre Definizione di quantità di moto (unità di misura) Definizione di sistema isolato La conservazione della quantità di moto Definizione di impulso di una forza Relazione tra impulso e quantità di moto Urti elastici ed anelastici OBIETTIVI MINIMI Definire la quantità di moto e calcolare il suo valore in semplici esercizi Spiegare cos'è un sistema isolato (con esempi) Spiegare quando e perché si conserva la quantità di moto (esempi) Definire l'impulso di una forza e calcolare il suo valore in semplici esercizi Spiegare la relazione tra impulso e quantità di moto (con semplici esempi) UD3: TEMPERATURA E CALORE Tempi: dicembre - gennaio Caldo, freddo e sensazioni corporee Equilibrio termico e temperatura La dilatazione termica; il termometro Dilatazione lineare, superficiale, volumica Calore e lavoro: l'esperienza di Joule Capacità termica, calore specifico ed equazione fondamentale della termologia Stati della materia e passaggi di stato Propagazione del calore per conduzione Propagazione del calore per convezione Propagazione del calore per irraggiamento Effetto serra e riscaldamento globale Eco - abitazioni UD4: TERMODINAMICA, MACCHINE TERMICHE Tempi: febbraio - marzo OBIETTIVI MINIMI Illustrare i concetti intuitivi di calore e temperatura e spiegare la differenza tra le due grandezze fisiche. Scrivere e utilizzare le formule della dilatazione termica lineare Descrivere e spiegare il funzionamento dei termometri a dilatazione Descrivere e illustrare il significato dell'esperienza di Joule Eseguire semplici problemi con la formula fondamentale della calorimetria Descrivere i cambiamenti di stato (solido, liquido, gas, vapore) Spiegare, anche con esempi, le tre modalità di propagazione del calore Eseguire semplici problemi sulla propagazione per conduzione Spiegare l'effetto serra nell'atmosfera terrestre Illustrare i concetti base sul risparmio energetico nelle abitazioni OBIETTIVI MINIMI Lo stato di un gas e le trasformazioni termodinamiche; trasformazioni a pressione costante, a volume costante, a temperatura costante Gas perfetto ed equazione del gas perfetto Teoria cinetica molecolare; definizioni di energia interna e temperatura assoluta Primo principio della termodinamica Macchine termiche; ciclo di Carnot Macchine frigorifere Secondo principio della termodinamica Equivalenza degli enunciati del secondo principio di Kelvin e di Clausius Processi irreversibili e degradazione dell'energia UD5: ONDE E SUONO Tempi: aprile Spiegare cosa si intende per “stato di un gas” e quali sono le grandezze fisiche che lo descrivono. Illustrare nel piano (p,V) le principali trasformazioni di un gas Definire il gas perfetto e spiegare il significato dell'equazione del gas perfetto Illustrare i concetti fondamentali della teorica cinetica molecolare e spiegare la differenza fra calore e temperatura Definire un ciclo termodinamico. Illustrare il primo principio della termodinamica ed eseguire semplici problemi OBIETTIVI MINIMI Definizione di onda; onde impulsive e onde periodiche; on- Definire l'onda impulsiva e l'onda periodica, con esempi Illustrare le principali caratteristiche geometriche- temporali delle de meccaniche onde periodiche. Eseguire semplici esercizi con frequenza, lunOnde trasversali e onde longitudinali ghezza e periodo. Proprietà delle onde meccaniche Principio di sovrapposizione e interferenza Illustrare, anche con disegni, i seguenti fenomeni: riflessione, rifraRiflessione, rifrazione e diffrazione zione e diffrazione; sovrapposizione e interferenza Definizione di suono e proprietà dell'onda sonora Spiegare cos'è il suono e quali sono le sue principali caratteristiche Intensità sonora. Il decibel Eseguire semplici esercizi Riflessione e diffrazione del suono Spiegare l'effetto doppler (esempi) Effetto doppler Cos'è l' inquinamento acustico Effetti fisiologici e inquinamento acustico UD6: LA LUCE Tempi: aprile - maggio Luce: modello corpuscolare e modello ondulatorio; l'effetto fotoelettrico Propagazione della luce; velocità della luce Riflessione; specchi piani e specchi curvi (concavi e convessi; legge dei punti coniugati) Il fenomeno della diffusione La rifrazione della luce La riflessione totale e le fibre ottiche Lenti convergenti e divergenti; potere diottrico Dispersione della luce e colori Diffrazione e interferenza OBIETTIVI MINIMI Illustrare i modelli corpuscolare e ondulatorio della luce La velocità della luce e il suo limite (conseguenze) La diffusione e le conseguenze sulla propagazione della luce Riflessione: spiegazione ed esempi grafici Specchi, concavi e convessi: semplici esempi grafici Rifrazione: spiegazione ed esempi grafici Lenti concave e convesse: semplici esempi grafici L'occhio e i difetti della vista: descrizione. Spiegare la correzione dei difetti visivi e il potere diottrico. Illustrare la dispersione della luce Spiegare (con esempi) i fenomeni di diffrazione e interferenza Classe Quinta ( due ore settimanali ) UD 1: LE CARICHE E I CAMPI ELETTRICI Tempi: settembre - ottobre - novembre I fenomeni elettrici: metodi per elettrizzare Induzione elettrostatica. Polarizzazione degli isolanti La struttura dell'atomo e la natura della carica elettrica Conservazione della carica elettrica e legge di Coulomb Definizione di campo di forza. Il campo gravitazionale Il campo elettrico. Il vettore campo elettrico. Le linee di campo Potenziale elettrico. Potenziale di una carica puntiforme Potenziale di un sistema di cariche puntiformi Relazione tra campo elettrico e potenziale elettrostatico Condensatori. Capacità dei condensatori. Il condensatore piano Energia immagazzinata. Condensatori in serie e in parallelo UD 2: LA CORRENTE ELETTRICA Tempi: novembre - dicembre - gennaio Moto di una carica in un campo elettrico Corrente elettrica e circuiti elettrici Generatori di forza elettromotrice. Generatori di corrente Resistenza di un conduttore Prima e seconda legge di Ohm Effetto Joule e applicazioni. Potenza elettrica La corrente nei liquidi e nei gas UD 3: IL CAMPO MAGNETICO Tempi: gennaio - febbraio - marzo OBIETTIVI MINIMI Descrivere i principali metodi di elettrizzazione Utilizzare la legge di Coulomb in semplici contesti Determinare il vettore campo elettrico in semplici sistemi dipolari Rappresentare le linee di forza di un campo generato da una o due cariche puntiformi Determinare il potenziale elettrostatico in sistemi con una o due cariche puntiformi OBIETTIVI MINIMI Conoscere e spiegare il concetto di corrente elettrica Descrivere e spiegare che cos'è e da che cosa deriva la resistenza elettrica Applicare le leggi di Ohm in semplici circuiti Spiegare l'effetto Joule Calcolare la potenza dissipata in semplici contesti OBIETTIVI MINIMI Descrivere il magnetismo naturale Fenomeni magnetici; i magneti naturali Spiegare la relazione tra fenomeni elettrici e magnetici Il campo magnetico; confronto con il campo elettrico Interazioni tra magneti e correnti elettriche (esperienze di Oer- Definizione di Ampère sted e di Faraday). Interazioni tra correnti elettriche Materiali diamagnetici e ferromagnetici Definizione di Ampère come unità fondamentale del S.I. Legge di Biot-Savart; intensità del campo magnetico UD 4: IL CAMPO ELETTROMAGNETICO Tempi: marzo - aprile Campo magnetico prodotto da un conduttore percorso da corrente. Campo magnetico generato al centro di una spira e di un solenoide. Magneti artificiali Il campo elettromagnetico: genesi e proprietà delle onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico Onde radio, microonde, onde luminose, infrarosse, ultraviolette, raggi X e gamma. Inquinamento elettromagnetico UD5: FISICA DEL NOVECENTO Tempi: maggio Teoria della relatività: cenni storici; postulati della relatività ristretta. Le conseguenze dei postulati della relatività ristretta Relatività generale e geometria dello spazio-tempo Meccanica quantistica: quanti di energia, dualismo onda particella. Principio di indeterminazione di Heisenberg OBIETTIVI MINIMI Descrivere il funzionamento della spira e del solenoide e le loro applicazioni Classificazione delle onde elettromagnetiche Utilizzi principali e pericolosità OBIETTIVI MINIMI Spiegare i limiti della fisica classica Spiegare le principali innovazioni introdotte dalla Teoria della Relatività Spiegare le principali innovazioni introdotte dalla Meccanica Quantistica
