Liceo “GB Vico” Corsico

Liceo “G.B. Vico” Corsico
Classe:
Materia:
Insegnante:
Testo utilizzato:
1C
FISICA
Nicola Moriello
Caforio, Ferilli “Fisica! Le regole del gioco” ed. Le Monnier
1) Programma svolto durante l’anno scolastico
ARGOMENTO
Concetto di grandezza fisica
Grandezze fisiche fondamentali: lunghezza, tempo, massa,
temperatura e la loro misura
Grandezze derivate: superficie, volume, densità
Notazione scientifica ed equivalenze: numeri grandi e piccoli.
Misure dirette e indirette
Misura di grandezze ed errori nella misura: stima dell’errore,
errore assoluto e errore relativo, media e deviazione standard
(cenni)
Grafici di proporzionalità diretta, inversa e quadratica.
I vettori e operazioni con essi (somma, differenza, prodotto per
uno scalare, scomposizione)
Spostamento, somma di spostamenti
Forze come causa dell’accelerazione e delle deformazioni
Definizione statica delle forze
Somma di due o piu’ forze
Forza peso, forza di reazione vincolare, forza elastica, legge di
Hooke
Piano inclinato e sue applicazioni
Forze di attrito
Equilibrio meccanico rispetto alla traslazione
Momento di una forza ed equilibrio rispetto alla rotazione
Baricentro
NOTE
Unità 1
Unità 1
Unità 2
Unità 2
Unità 3
Unità 4
2) Programma utile per le prove di recupero :
ARGOMENTO
Concetto di grandezza fisica
Grandezze fisiche fondamentali: lunghezza, tempo, massa, la loro
misura
Grandezze derivate: superficie, volume, densità, velocità
Notazione scientifica ed equivalenze
Grafici di proporzionalità diretta, inversa e quadratica.
I vettori e operazioni con essi (somma, differenza, prodotto per
uno scalare, scomposizione)
Spostamento, somma di spostamenti
Forze come causa dell’accelerazione e delle deformazioni
Definizione statica delle forze
Somma di due o piu’ forze
Forza peso, forza di reazione vincolare, forza elastica, legge di
Hooke
Piano inclinato e sue applicazioni
Forze di attrito
Equilibrio meccanico rispetto alla traslazione
Momento di una forza ed equilibrio rispetto alla rotazione
Baricentro
NOTE
Unità 1
Unità 2
Unità 3
Unità 4
3) Lavori consigliati per preparare le prove di recupero
• Le grandezze fisiche
Problema pag.22; tutti problemi da pag.23 a pag.27 (tranne n.2, n.10, n.16, n.18, n.20, n.25, n.26,
n.29, n.34, n.39, n.40, n.57, n.65)
• Le grandezze fisiche direttamente proporzionali e inversamente proporzionali
Problemi pag.51, 52 da n.51 a n.60
• I vettori
Problema pag.64, pag.66, pag.70, pag.71, pag.72; da pag.74 a pag.81 tutti i problemi (tranne n.15,
n.21, n.22, n.24, n.25, n.38, n.67, n.70, n.72, n.73)
• Le forze e il momento
Problema pag. 87; pag.89; pag.90; pag.94; da pag.106 a pag.114 tutti i problemi (tranne n.19, n.29,
n.30, n.56, n.57, n.58, n.65,n.67 n.70, n.71, n.73, n.75, n.76)
4) 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 :
• Le grandezze fisiche e le grandezze fisiche direttamente proporzionali e inversamente
proporzionali
1) Risolvi le seguenti equivalenze con la notazione scientifica :
-
0,00005 hm = …………… cm
-
35 ⋅ 10 −3 dam = ...................dm
-
0,5 h = ………….. sec
-
2 d e 15 h = …………. min
-
340 sec =…………. h
-
0,0235 g = ………… q
-
35,6 ⋅ 10 −5 kg = ......... g
-
2,5m 2 = ..........cm 2
-
790.000m 2 = ..........km 2
-
1,0000350km 3 = ........cm 3
-
0,000585cm 3 = ........dam 3
-
75l = ..........hm 3
-
0,00005cm 3 = .........ml
-
5,7 ⋅ 10 −4 hl = .........mm 3
5) Una sezione circolare ha area pari a 500.000.000cm 2 . Un corridore impiega a percorrere il
suo raggio in 0,09 ore. Calcolare la sua velocità ed esprimerla sia in metri al secondo che in
kilometri orari.
6) Un ciclista in 23 minuti percorre 1.500.000 cm. Se a quel punto il ciclista procede alla stessa
velocità, calcolare quanti kilometri ha percorso il ciclista nella restante ora.
7) Stabilire se nella seguente tabella esiste una relazione di diretta proporzionalità :
s(m)
0,01 km
25 m
4.000 cm
60 m
t (s )
10 s
25 s
40 s
45 s
In caso contrario, modificare la tabella in modo che vi sia una relazione di diretta proporzionalità e
rappresentare la legge nel piano di ascissa il tempo e di ordinata lo spazio
8) Sapendo che la grandezza y è quadraticamente proporzionale alla grandezza x, completa la
tabella inserendo i valori mancanti, al posto dei puntini. Qual è il valore della costante di
proporzionalità k ?
x
2
y
8
4
8
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• I vettori
1) Claudia durante una sua passeggiata, percorre 50 metri in linea retta e poi gira di 90 gradi e
prosegue per altri 50 metri. Rappresentare la situazione con un disegno e calcolare il modulo
dello spostamento risultante
2) Una nave si sposta di 80 km verso sud, poi di 60 km verso est, ed infine di 80 km verso
nord. Rappresentare la situazione con un disegno e calcolare il modulo dello spostamento
risultante
3) Una ragazza si muove da ovest verso est di 10 metri in modo da raggiungere il centro del
parco, poi si muove in direzione est 45 gradi nord per altri 10 metri. Rappresentare la
situazione con un disegno e calcolare il modulo dello spostamento risultante. Considerate il
centro del parco come l’origine degli assi cartesiani.
4) Due aerei partono contemporaneamente dallo stesso punto. Il primo si muove in direzione
est 45 gradi nord e percorre 100 Km, mentre il secondo aereo si muove in direzione est 60
gradi sud e percorre 200 Km. Rappresentare la situazione con un disegno e calcolare sia le
componenti cartesiane e sia il modulo dello spostamento risultante
5) Una persona si sposta di 5 metri verso sud e poi di 4 metri verso ovest. Rappresentare la
situazione con un disegno e calcolare il modulo dello spostamento risultante indicandone la
direzione
• Le forze
1) Si consideri un punto materiale P avente massa m = 426 g appoggiato su un piano inclinato
liscio di altezza h = 24 cm e lunghezza ℓ = 64 cm; il punto materiale è trattenuto da un filo
fissato alla parte superiore del piano inclinato. Determinare la tensione del filo
2) Un ragazzo trascina una cassa esercitando una forza di 40 N tramite una fune inclinata di 60
gradi rispetto al pavimento. Il coefficiente di attrito dinamico tra cassa e il pavimento è
k d = 0,2 Sapendo che la normale ha modulo pari a 70 N , calcolare il peso e la massa della
cassa. Scrivere e calcolare il modulo delle componenti cartesiane della forza risultante
3) Un paracadutista sta scendendo verso il basso in direzione verticale sotto l’azione di una
forza di intensità pari a F1 = 70 N . Contemporaneamente sul paracadutista le correnti del
vento applicano due forze:
-
F2 = 20 N in direzione nord rispetto al paracadutista
-
F3 = 60 N in direzione est 60 gradi sud rispetto al paracadutista
Calcolare le componenti cartesiane della forza risultante e calcolare il suo modulo.
Rappresentare graficamente le forze
4) Un cassa di frutta di massa m = 2,66 kg è appoggiata in un punto su un piano inclinato
scabro di altezza h = 1,27 m e lunghezza ℓ = 2,54 m. Il coefficiente di attrito tra la cassa e il
piano vale 0,75 :
-
Tracciare il diagramma del corpo libero della cassa di frutta
-
Determinare le intensità di tutte le forze che agiscono sulla cassa di frutta
-
Determinare se la cassa di frutta scende lungo il piano inclinato
-
Stabilire di che tipo di attrito si tratta
• Il momento
1) Un asta di lunghezza pari a 100 cm ha il suo centro di rotazione a una distanza di 20 cm
dalla sua estremità sinistra in cui viene applicata una forza di intensità F1 = 50 N . Quale
modulo deve avere la forza F2 affinchè l’asta di peso trascurabile sia in equilibrio?
2) Un’asta, pesante 50 N e lunga 4 m, può ruotare attorno a un suo punto O posto a 1 m dalla
sua estremità di destra. Agli estremi dell’asta sono appesi due blocchi : quello di destra pesa
350 N, quello di sinistra pesa 100 N. L’asta è in equilibrio? Se si raddoppia il peso del
blocco di sinistra, calcolare intensità e verso del momento risultante
3) Due forze F1 e F2 rispettivamente di modulo pari a 30 N e 50 N agiscono, come si vede in
figura, su una sbarra di lunghezza pari a 3 m. Determina modulo e verso del momento
risultante rispetto al centro di rotazione che è collocato nei
OP =
2
della sbarra (cioè
3
2
⋅ PQ )
3
ESEMPI DI POSSIBILI DOMANDE A RISPOSTA MULTIPLA
• Le grandezze fisiche e le grandezze fisiche direttamente proporzionali e inversamente
proporzionali
1) Individuare la risposta esatta :
a) Quali sono le unità di misura fondamentali nel S.I.
- Il metro, il secondo, il kilogrammo
- la lunghezza, il tempo e la massa
- il kilometro, l’ora, il kilogrammo
- la lunghezza, il tempo e il peso
b) due cubetti di materiale diverso hanno lo spigolo lungo 1 cm e 3 cm e la loro massa è di
25 g e 60 g. Quale dei due cubetti ha una densità maggiore?
- Il cubetto con spigolo 1 cm e massa 25 g
- Il cubetto con spigolo 3 cm e massa 60 g
- Hanno densità identiche
- Non è possibile stabilire quale dei due ha densità maggiore
c) Quale operazione è necessario eseguire per passare da un’area espressa in
m 2 all’equivalente valore in cm 2
-
Dividere per 100
Moltiplicare per 100
Dividere per 10.000
Moltiplicare per 10.000
2) Rispondere vero o falso alle seguenti domande
-
Per misurare una lunghezza si può usare come unità di misura sia il millimetro che il
kilometro V o F
Nel S.I. l’unità di misura della quantità di materia è il kilogrammo V o F
Le grandezze derivate a differenza di quelle fondamentali, sono prive di unità di misura
V oF
Se riscaldiamo un corpo allora la sua massa sarà minore di quella iniziale V o F
Tutti i gioielli realizzati in oro hanno la stessa densita’ V o F
Due grandezze sono direttamente proporzionali se il loro prodotto è costante V o F
• Vettori, forze, momenti
1) Rispondere vero o falso alle seguenti domande (la risposta esatta vale 0,2 punti, la risposta
errata vale – 0,1 punti e la non risposta vale 0 punti)
- Il prodotto tra un vettore e uno scalare è sempre un vettore
VoF
- La massa e la temperatura sono due grandezze scalari
VoF
- Due vettori sono opposti tra di loro se hanno stessa direzione, stesso verso ma diverse
intensità V o F
- Il dinamometro è lo strumento che serve per misurare la direzione di una forza V o F
- Un corpo ha una massa di m = 0,05q ed è poggiato su un ramo di un albero. L’intensità
-
della forza che il ramo deve avere affinchè il corpo non cade deve essere pari a 49,05 N
VoF
L’intensità della forza elastica è data del rapporto tra la costante elastica per
l’allungamento della molla V o F
La forza di attrito dinamico è quella forza che bisogna vincere per mettere in movimento
un corpo V o F
La costante elastica della molla è sempre la stessa per ogni molla V o F
Il momento è il prodotto tra il braccio per l’intensità della forza che si applica nel centro
di rotazione V o F
Il momento nel centro di rotazione è sempre nullo V o F
Il baricentro è il punto in cui è concentrata tutta la massa di un corpo V o F
3) Due forze entrambe di intensità pari a 5 Newton, sono applicate nello stesso punto. Se la
loro risultante ha intensità sempre pari a 5 Newton, allora l’angolo compreso tra le due forze
vale:
- 90 gradi
- 30 gradi
-
60 gradi
120 gradi
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) Definire che cos’è una grandezza fisica. Indicare la differenza tra grandezza fisica
fondamentale e grandezza fisica derivata. Definire tutte le grandezze fisiche (massa,
tempo, spazio, area, volume, densità, velocità)
2) Scrivere le due diverse definizioni di grandezze direttamente proporzionali e la
definizione di grandezze in proporzionalità quadratica. Rappresentare le due relazioni
nel piano cartesiano
3) Descrivere come si sommano due vettori che hanno lo stesso punto di applicazione
(regola del parallelogramma)
4) Descrivere da cosa è caratterizzato un vettore e da cosa è caratterizzato uno scalare.
Indicare alcune possibili grandezze vettoriale e alcune possibili grandezze scalari
5) Descrivere come si sommano due vettori consecutivi che non hanno la stessa direzione
(metodo punto coda)
6) Scomposizione di un vettore
7) Prodotto tra un vettore e uno scalare
8) Ad un libro viene applicata una forza di 50 N su un tavolo orizzontale lungo una
direzione rettilinea. Dopo aver dato la definizione di forza, stabilire perché nell’esempio
precedente possiamo affermare che la forza è un vettore
9) Dire in modo sintetico ma appropriato tutto ciò che si conosce sul peso, sulla forza
elastica e sulla forza di attrito
10) Condizione di equilibrio di un punto materiale nei differenti casi. In particolare stabilire
come si scompone la forza peso e individuare tutte le forze presenti su un punto
materiale che scivola su un piano inclinato.
11) Dare le seguenti definizioni :
-
Braccio di una forza e momento di una forza
Coppia di forze, braccio di una coppia di forze,
Equilibrio rispetto alla rototraslazione
-
Baricentro