competenze minime FISICA secondo biennio e quinto anno

COMPETENZE MINIME DI ASSE
Secondo biennio e quinto anno
Materia: Fisica
LICEO SCIENTIFICO /SCIENZE APPLICATE
ASSE DEI LINGUAGGI
a) Padroneggiare gli strumenti espressivi ed argomentativi indispensabili per gestire
l’interazione comunicativa verbale in vari contesti
 Utilizzare in modo appropriato gli strumenti espressivi, (anche quelli tipici della disciplina)
per la comunicazione orale con un linguaggio appropriato, sintetico, articolato con coerenza,
logica e pertinenza
b) Leggere, comprendere ed interpretare testi scritti di vario tipo
 Ricavare le informazioni specifiche di disciplina dalla corretta interpretazione del testo in
adozione
 comprendere i linguaggi simbolici
c) Produrre testi di vario tipo in relazione ai vari scopi comunicativi
 produrre schemi e mappe concettuali per sintetizzare informazioni
 produrre tabelle di dati e grafici
d) Utilizzare e produrre testi multimediali
 utilizzare le tecnologie informatiche nella ricerca di informazioni, nella rielaborazione di
dati
 Individuare ed utilizzare fonti di informazione accreditate tramite un uso consapevole della
rete
ASSE MATEMATICO
a) Utilizzare le tecniche e le procedure del calcolo matematico, rappresentandole anche
sotto forma grafica
 Utilizzare elementi di trigonometria e analisi nell’applicazione delle leggi fisiche alla soluzione
dei problemi
 Utilizzare funzioni logaritmiche e esponenziali
b) Confrontare ed analizzare figure geometriche, individuando invarianti e relazioni
 Utilizzare i fondamenti della geometria analitica per lo studio e l’applicazione delle leggi fisiche
c) Analizzare dati ed interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti sugli stessi anche
con l’ausilio di rappresentazioni grafiche, usando consapevolmente gli strumenti di
calcolo e le potenzialità offerte da applicazioni specifiche di tipo informatico
 Analizzare un campione di dati usando gli elementi base del calcolo statistico
 Leggere i grafici ed individuare la relazione esistente tra le grandezze analizzate
ASSE SCIENTIFICO-TECNOLOGICO
a) Osservare, descrivere, analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale
e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e complessità
 Osservare, descrivere ed analizzare i fenomeni tramite un approccio conoscitivo basato sul
rispetto dei fatti e sulla ricerca di un riscontro obiettivo delle proprie ipotesi interpretative
 eseguire esperimenti in laboratorio applicando i procedimenti tipici dell’indagine scientifica,
che si articolano in un continuo rapporto tra modello teorico e realtà sperimentale.
 Utilizzare le tecnologie informatiche per reperire informazioni, eseguire esperimenti,
rappresentare graficamente ed elaborare dati, comporre testi scritti, comunicare i risultati del
proprio lavoro
 essere consapevole delle potenzialità e dei limiti di scienza e tecnologia
b) Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di
energia a partire dall’esperienza
 essere consapevoli dei possibili impatti sull’ambiente naturale dei modi di produzione e di
utilizzazione dell’energia nell’ambito quotidiano
c)
Essere consapevoli delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e
sociale in cui vengono applicate
 Riconoscere il ruolo della tecnologia nella vita quotidiana




ASSE STORICO-SOCIALE
a) Comprendere il cambiamento e la diversità dei tempi storici in una dimensione
diacronica attraverso il confronto fra epoche e in una dimensione sincronica attraverso
il confronto fra aree geografiche e culturali
Essere consapevoli della dimensione storica dello sviluppo del pensiero scientifico avendo
recepito il carattere dinamico del suo evolversi
Individuare i momenti significativi e gli strumenti che hanno caratterizzato lo sviluppo tecnicoscientifico nel corso della storia
b) Collocare l’esperienza personale in un sistema di regole fondato sul reciproco
riconoscimento dei diritti garantiti dalla Costituzione, a tutela della persona, della
collettività e dell’ambiente
adottare nella vita quotidiana comportamenti responsabili per la tutela e il rispetto delle persone
e dell’ambiente
stabilire rapporti di collaborazione e di apprendimento con i compagni e gli insegnanti
CLASSE III
ABILITÀ
 Comprendere e interpretare un
diagramma orario
 Distinguere i concetti di posizione e
spostamento nello spazio.
 Comprendere il concetto di sistema
di riferimento.
 Distinguere tra grandezze scalari e
vettoriali.
 Saper scomporre un vettore nelle sue
componenti.
 Ragionare in termini di grandezze
cinematiche lineari e angolari
(s,v,α,ω).
 Riconoscere la relazione tra moto
armonico e moto circolare uniforme.
 Individuare le caratteristiche del
moto parabolico ed esaminare la
possibilità di scomporre un
determinato moto in altri più
semplici.
CONOSCENZE
TEMI
MOTI NEL PIANO
 Moti in più dimensioni:
 posizione e distanza
 La velocità in relazione alla
traiettoria
 Accelerazione centripeta e
tangenziale
 principio di indipendenza
dei moti simultanei
 moto parabolico
 moto circolare uniforme
 Moto armonico
 Identificare i sistemi di riferimento
inerziali.
 Individuare l'ambito di validità delle
trasformazioni di Galileo.
 Formalizzare il secondo principio della
dinamica.
 Analizzare l'interazione fra due corpi per
pervenire alla formulazione del terzo
principio della dinamica
 Il principio d'inerzia
 Sistemi di riferimento inerziali.
 Il principio di relatività
galileiana
 Il secondo principio della
dinamica.
 Il terzo principio della dinamica
I PRINCIPI
DELLA
DINAMICA E LA
RELATIVITA’
GALILEIANA
 Individuare il ruolo della forza
centripeta nel moto circolare uniforme.
 Analizzare il concetto di forza
apparente.
 Identificare il concetto di vincolo.
 Analizzare il moto dei sistemi complessi
con il ricorso al diagramma delle forze.
 Osservare il moto di una massa attaccata
a una molla e di un pendolo che compie
piccole oscillazioni.
 Forza peso
 Forza centripeta
 Forze apparenti
 Forze vincolari
 Il diagramma delle forze
APPLICAZIONI
DEI PRINCIPI
DELLA
DINAMICA
 Mettere in relazione l’applicazione di
 Il lavoro di una forza
una forza su un corpo e lo spostamento  La potenza
conseguente.
 L'energia cinetica
 Forze conservative e non
IL LAVORO E
L’ENERGIA
 Analizzare la relazione tra lavoro
 L'energia potenziale
prodotto e intervallo di tempo
gravitazionale, elastica
impiegato.
 Conservazione dell'energia
meccanica
 Identificare le forze conservative e le
forze non conservative.
 Formulare il principio di conservazione
dell’energia meccanica e dell’energia
totale
 Identificare i vettori quantità di moto
di un corpo e impulso di una forza.
 Creare piccoli esperimenti che
indichino quali grandezze all’interno
di un sistema fisico si conservano.
 Ragionare in termini di forza d’urto.
 Definire la legge di conservazione della
quantità di moto in relazione ai principi
della dinamica.
 Affrontare il problema degli urti, su una
retta.
 La quantità di moto e la sua
conservazione
 L'impulso di una forza.
 I principi della dinamica e la
legge di conservazione della
quantità di moto
 Urti
 Descrivere i moti dei corpi celesti e
individuare la causa dei comportamenti
osservati.
 Analizzare il moto dei satelliti e
descrivere i vari tipi di orbite.
 Mettere in relazione fenomeni osservati
e leggi fisiche.
 Formulare la legge di gravitazione
universale.
 Mettere in relazione la forza di gravità e
la conservazione dell’energia
meccanica.
 Studiare il moto dei corpi in relazione
alle forze agenti.
 Le leggi di Kepler
 La gravitazione universale
 Massa gravitazionale e inerziale
 Il moto dei satelliti
 Il campo gravitazionale
 l'energia potenziale
gravitazionale
 La forza di gravità e la
conservazione dell'energia
meccanica
 Ragionare sull’attrito nei fluidi.
 Analizzare il moto di un liquido in una
conduttura.
 Esprimere il teorema di Bernoulli,
sottolineandone l’aspetto di legge di
conservazione.
 Ragionare sul movimento ordinato di un
fluido.
 Riconoscere a cosa può essere assimilato il
sistema idrico di un acquedotto.
 La corrente in un fluido
 l'equazione di continuità
 L'equazione di Bernoulli
 L'effetto Venturi
 L'attrito in un fluido
 La caduta in un fluido
LA QUANTITA’
DI MOTO
LA
GRAVITAZIONE
LA DINAMICA
DEI FLUIDI
CLASSE IV
ABILITÀ
 Esaminare gli scambi di energia
tra i sistemi e l’ambiente.
 Indicare le variabili che
identificano lo stato
termodinamico di un sistema.
 Interpretare il primo principio della
termodinamica alla luce del
principio di conservazione
dell’energia.
 Esaminare le possibili, diverse,
trasformazioni termodinamiche.
 Formalizzare il principio zero
della termodinamica, le equazioni
relative alle diverse
trasformazioni termodinamiche e
l’espressione dei calori specifici
del gas perfetto.
 Applicare le relazioni appropriate
in ogni singola e diversa
trasformazione di stato.
CONOSCENZE
TEMI
 Sistema termodinamico.
 Principio zero della
temodinamica
IL PRIMO
 Trasformazioni irreversibili e
PRINCIPIO
DELLA
reversibili
TERMODINAMICA
 Lavoro termodinamico
 Funzioni di stato
 I principio della Termodinamica
 Proprietà delle trasformazioni
termodinamiche
 Calori specifici
ABILITÀ
CONOSCENZE
TEMI
 Analizzare come sfruttare l’espansione
di un gas per produrre lavoro.
 Indicare le condizioni necessarie per il
funzionamento di una macchina
termica.
 Analizzare il rapporto tra il lavoro
totale prodotto dalla macchina e la
quantità di calore assorbita.
 Formulare il secondo principio della
termodinamica.
 Formulare il terzo enunciato del
secondo principio.
 Formalizzare il teorema di Carnot
 Descrivere il funzionamento delle
macchine termiche di uso quotidiano
nella vita reale.
 Discutere l’entropia di un sistema
isolato e non.
 Macchine termiche e loro
rendimento
 Enunciati del secondo principio
 Ciclo e teorema di Carnot
 Principio di funzionamento di
frigoriferi e motori
 Diseguaglianza di Clausius e
principio dell’aumento
dell’Entropia
IL SECONDO
PRINCIPIO DELLA
TERMODINAMICA
ABILITÀ
CONOSCENZE
 Analizzare le grandezze caratteristiche
di un’onda.
 Capire cosa accade quando due, o più,
onde si propagano
contemporaneamente nello stesso
mezzo materiale.
 Ragionare sul principio di
sovrapposizione e definire l’interferenza costruttiva e distruttiva
 Formalizzare il concetto di onda
armonica.e quello di onde coerenti.
 Capire l’origine del suono.
 Analizzare le onde stazionarie.
 Analizzare il fenomeno dei battimenti.
 Formalizzare il concetto di modo
normale di oscillazione.
 Riconoscere l’importanza delle
applicazioni dell’effetto Doppler in
molte situazioni della vita reale.
 Definire lunghezza d’onda,
periodo, frequenza e velocità di
propagazione di un’onda.
 Definire le condizioni di
interferenza, costruttiva e
distruttiva, nel piano e nello
spazio
 Caratteristiche del suono
 Limiti di udibilità
 Battimenti
 Effetto Doppler
ABILITÀ
CONOSCENZE
 Analizzare i comportamenti della luce
nelle diverse situazioni.
 Analizzare la relazione tra lunghezza
d’onda e colore.
ABILITÀ
 Riconoscere che alcuni oggetti sfregati
con la lana possono attirare altri
oggetti leggeri.
 Studiare il modello microscopico della
materia.
 Riconoscere che la forza elettrica
dipende dal mezzo nel quale
avvengono i fenomeni elettrici.
 Formalizzare le caratteristiche della
forza di Coulomb.
 Formalizzare il principio di
sovrapposizione.
 Analizzare il campo elettrico generato
da distribuzioni di cariche con
particolari simmetrie.
 Teoria corpuscolare e teoria
ondulatoria.
 Interferenza costruttiva e
distruttiva.
 Diffrazione.
CONOSCENZE
TEMI
ONDE
MECCANICHE
TEMI
OTTICA FISICA
TEMI
ELETTROSTATICA
 Interazione fra i due tipi di
LEGGE DI
carica.
COULOMB
E
 Principio di conservazione della
CAMPO
carica elettrica.
ELETTRICO
 Proprietà dei conduttori e
isolanti.
 Proprietà della forza elettrica.
 Concetto di campo.
 Teorema di Gauss e sue
applicazioni.
 Caratteristiche del campo
elettrico di una carica puntiforme
e dei campi generati da
conduttori carichi in equilibrio.
 Formalizzare il principio di
sovrapposizione dei campi elettrici.
CLASSE V
ABILITÀ
CONOSCENZE
COMPETENZE
Comprensione e applicazione del
concetto di campo conservativo.
Risoluzione di semplici problemi.
 Energia potenziale e
potenziale nel campo
uniforme e in quello di una
carica puntiforme.
 Circuitazione del campo
elettrostatico.
ENERGIA
POTENZIALE,
POTENZIALE E
CIRCUITAZIONE DEL
CAMPO
ELETTROSTATICO
Comprendere e applicare la nozione di
capacità.
Comprendere e applicare la nozione di
conservazione dell’energia.
Risoluzione di semplici problemi.
 Capacità di un conduttore
sferico
 Capacità di un
condensatore.
 Lavoro di carica di un
condensatore.
 Densità di energia del
campo elettrico
 Condensatori in serie e in
parallelo
Comprendere il fenomeno della corrente
elettrica.
Descrivere le trasformazioni di energia in
un circuito elettrico.
Studiare il circuito RC per analizzare un
processo transitorio cioè il passaggio da
una situazione a regime stazionario ad
un’altra.
 Intensità di corrente.
 Prima e seconda legge di
Ohm.
 Forze elettromotrice e
resistenza interna di un
generatore.
 Circuiti elettrici. Primo e
secondo principio di
Kirchhoff.
 Resistenze in serie e in
parallelo.
 Trasformazioni di energia
nei circuiti elettrici: effetto
Joule. Potenza elettrica
 Corrente di corto circuito.
 Amperometro. Voltmetro.
Descrivere le proprietà del campo
magnetico
Spiegare
l’andamento
del
campo
geomagnetico
Rappresentare graficamente le linee di
campo magnetico generato da correnti
elettriche
Descrivere alcune applicazioni della forza
di Lorentz
 Campo magnetico.
 Geomagnetismo.
 Definizione del vettore
induzione magnetica.
 Forza di Lorentz.
 Moto di una carica
puntiforme in un campo
magnetico uniforme.
CAPACITA’ E
CONDENSATORI
CIRCUITI
ELETTRICI IN
CORRENTE
CONTINUA
CAMPO
MAGNETICO
Definire la forza agente su un conduttore
percorso da corrente immerso in un campo
magnetico
Definire B prodotto da correnti elettriche
Descrivere le azioni reciproche di due
conduttori rettilinei percorsi da corrente
Descrivere qualitativamente i campi
magnetici nella materia
Risolvere problemi anche con l’utilizzo
dell’analisi matematica.
 Legge di Biot-Savart .
 Teorema di Ampére e sue
applicazioni.
 Teorema di Gauss per il
campo magnetico.
 Forza magnetica agente su
un conduttore percorso da
corrente.
 Forza agente tra due fili
rettilinei percorsi da
corrente. Definizione di
ampere.
 Momento di forza agente su
una spira percorsa da
corrente.
Analizzare sperimentalmente alcuni effetti
dell’induzione elettromagnetica
Spiegare il significato della legge di
Farady-Neumann e della legge di Lenz
Risolvere problemi anche con l’utilizzo
dell’analisi matematica.
 Esperimenti di Faraday sulle
INDUZIONE
correnti indotte.
 Flusso
del
campo ELETROMAGNETICA
magnetico.
 Legge di Faraday-Neuman e
legge di Lenz.
 Induttanza. Autoinduzione.
 Densità di energia del
campo magnetico.
 Corrente di spostamento e
campi elettrici indotti.
Spiegare il significato delle equazioni di
Maxwell
Classificare le radiazioni
elettromagnetiche in base alle modalità di
produzione.
Descrivere qualitativamente le interazioni
delle onde e.m. con la materia in base alle
diverse frequenze.
 Equazioni di Maxwell.
 Natura delle onde
elettromagnetiche.
 Lo spettro
elettromagnetico.
 Calcolo della velocità
della luce.
 L’energia trasportata dalle
onde elettromagnetiche.
EQUAZIONI DI
MAXWELL E ONDE
ELETTROMAGNETI
CHE
Descrivere e discutere l’esperimento di
Michelson-Morley.
Formulare gli assiomi della relatività
ristretta.
Comprendere il concetto di intervallo di
tempo proprio.
Descrivere la contrazione delle lunghezze e
definire la lunghezza propria.
Formulare e discutere le espressioni
dell’energia totale, della massa e della
quantità di moto in meccanica relativistica.
 Esperimento di Michelson e
Morley
 Postulati della relatività
ristretta
 Trasformazioni di Lorentz
 Dilatazione dei tempi e
contrazione delle lunghezze
 Relatività della simultaneità
 Spazio di Minkowsky
 Composizione delle velocità
 Massa, energia e quantità di
moto
 Equivalenza massa-energia
RELATIVITA’
RISTRETTA
Analizzare l’esperimento di Millikan e
discutere la quantizzazione della carica
elettrica.
Illustrare la legge di Wien.
Illustrare l’ipotesi di Planck
Mettere a confronto il modello planetario
dell’atomo e il modello di Bohr.
Esprimere i livelli energetici di un elettrone
nell’atomo di idrogeno.
Illustrare il dualismo onda-corpuscolo e
formulare la relazione di de Broglie.
Illustrare le due forme del principio di
indeterminazione di Heisenberg.
Enunciare e discutere il principio di
sovrapposizione delle funzioni d’onda.
 Esperienza di Millikan.
 Corpo nero
 Effetto fotoelettrico.
 Effetto Compton
 Modello di Bohr.
 Funzione d’onda e principio
d’indeterminazione
MECCANICA
QUANTISTICA