moduli disciplinari classi terze

MODULO: CONTINUITÀ (9 ore)
COMPETENZE:
1. Osservare e identificare fenomeni.
2. Fare esperienza e rendere ragione dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come
interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e
dell’affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli.
3. Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione.
4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive.
Abilità
 Comprendere i concetti e le
procedure fondamentali
della fisica, in particolare i
concetti di grandezza fisica,
di misura, di traiettoria di
un punto, di spostamento, di
velocità e di accelerazione
 Conoscere i principali tipi
di moto (rettilineo e
circolare), le loro
caratteristiche e le equazioni
che li descrivono.
 Utilizzare correttamente la
rappresentazione grafica.
 Risolvere problemi di
cinematica
 Comprendere il significato
dei principi della dinamica
e, in particolare, stabilire la
relazione tra la forza
applicata a un corpo, la
massa di questo e
l’accelerazione acquisita.
 Mettere in relazione le
osservazioni sperimentali e
la formulazione dei principi
della dinamica.
Contenuti
Le grandezze e il moto:
richiami di cinematica.
I principi della dinamica
Attività
Lezione frontale. Lezione
dialogata.
Lezione multimediale .
Discussione guidata.
Lavoro di gruppo.
Problem solving.
Elaborazione di schemi.
Attività di feedback.
Strumenti:
Libro di testoEsercizi
diretti all’intensificazione
degli elementi
indispensabili per il
raggiungimento degli
obiettivi.
Verifica-Valutazione
Verifiche orali.
Interventi estemporanei.
Verifiche sommative
scritte.
Criteri di valutazione
globale :
Per l’attribuzione del voto
degli elaborati scritti e
delle verifiche orali, si
utilizzeranno griglie
elaborate dal dipartimento
disciplinare
MODULO: APPROFONDIMENTI DI MECCANICA (30 ore)
COMPETENZE:
1.
2.
3.
4.
Osservare e identificare fenomeni.
Fare esperienza e rendere ragione dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come
interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei
dati e dell’affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli.
Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua
risoluzione.
Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive.
Abilità
 Comprendere il significato
del principio di relatività
galileiano e il significato di
grandezza invariante.
 Utilizzare le trasformazioni
di Galileo per confrontare le
osservazioni di diversi
osservatori inerziali.
 Spiegare il moto di un corpo
dal punto di vista di due
osservatori uno inerziale e
uno non inerziale
 Analizzare le caratteristiche
del moto di un proiettile e
saper ricavare le equazioni
che descrivono tale moto
 Comprendere il significato
di forza centripeta e forza
centrifuga e la loro
differenza
 Analizzare le caratteristiche
del moto armonico
 Saper risolvere problemi
relativi ai moti nel piano
Contenuti
Il principio di relatività
galileiana:
le trasformazioni di Galileo,
l’ambito di validità delle
trasformazioni di Galileo
Forze e moti
Il moto parabolico, il moto
circolare uniforme, la velocità
angolare, accelerazione
centripeta. La forza centripeta
e la forza centrifuga
apparente. Il moto armonico
Attività
Lezione frontale. Lezione
dialogata.
Lezione multimediale .
Discussione guidata.
Lavoro di gruppo.
Attività di laboratorio:
moto armonico
Problem solving.
Elaborazione di schemi.
Attività di feedback.
Strumenti:
Libro di testo.
Laboratorio di Fisica Uso
di software specifici.
Mezzi audiovisivi,
informatici e di
laboratorio. Esercizi
diretti all’intensificazione
degli elementi
indispensabili per il
raggiungimento degli
obiettivi.
Verifica-Valutazione
Relazioni di laboratorio
Verifiche orali.
Interventi estemporanei.
Verifiche sommative
scritte.
Criteri di valutazione
globale :
Per l’attribuzione del
voto degli elaborati
scritti e delle verifiche
orali, si utilizzeranno
griglie elaborate dal
dipartimento disciplinare
MODULO: PRINCIPI DI CONSERVAZIONE ore 16
COMPETENZE:
Osservare ed identificare i fenomeni.
Fare esperienza e rendere ragione dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come
interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e
dell’affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione dei modelli.
Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione
Abilità
Comprendere i concetti di
lavoro, potenza ed energia.
Calcolare energia cinetica e
potenziale.
Applicare il teorema
dell’energia cinetica.
Distinguere forze
conservative e non
conservative.
Applicare il principio di
conservazione dell’energia
meccanica.
Calcolare la quantità di moto
Applicare il principio di
conservazione della quantità
di moto.
Applicare il teorema
dell’impulso.
Analizzare gli urti su una
retta e obliqui.
Comprendere il concetto di
centro di massa.
Calcolare il momento
angolare.
Analizzare la conservazione e
la variazione del momento
angolare.
Calcolare il momento
d’inerzia e l’energia cinetica
di un corpo rigido in
rotazione
Analizzare il moto di un
liquido in una conduttura
applicando l’equazione di
continuità.
Ricavare l’equazione di
Bernoulli dal principio di
conservazione dell’energia.
Analizzare l’effetto Venturi.
Analizzare gli effetti
dell’attrito nei fluidi
Contenuti
Il lavoro e l’energia
Il lavoro e la potenza. Forze
conservative e non
conservative. Energia cinetica.
Teorema dell’energia cinetica.
Energia potenziale
gravitazionale e elastica.
Conservazione dell’energia
meccanica.
La quantità di moto e il
momento angolare
Conservazione della quantità
di moto.Impulso di una forza.
Teorema dell’impulso.Gli urti
su una retta e gli urti obliqui.Il
centro di massa. Il momento
angolare.Conservazione e
variazione del momento
angolare.Il momento d’inerzia.
Energia cinetica di un corpo
rigido in rotazione
La dinamica dei fluidi
La corrente di un fluido. La
portata. Equazione di
continuità. Equazione di
Bernoulli. L’effetto Venturi.
L’attrito nei fluidi, legge di
Stokes.La caduta in un fluido
Attività
Lezione frontale. Lezione
dialogata.
Lezione multimediale .
Discussione guidata.
Lavoro di gruppo.
Attività di laboratorio:
verifica dei principi di
conservazione.
Problem solving.
Elaborazione di schemi.
Attività di feedback.
Strumenti:
Libro di testo, e-book,
laboratorio di fisica
Verifica-Valutazione
Verifiche orali.
Interventi estemporanei.
Verifiche sommative
scritte.
Test a risposta multipla.
Quesiti a risposta
aperta.
Presentazioni
multimediali.
Criteri di valutazione
globale :
Per l’attribuzione del
voto degli elaborati
scritti e delle verifiche
orali, si utilizzeranno
griglie elaborate dal
dipartimento disciplinare
MODULO: GRAVITAZIONE ore 10
COMPETENZE:
Osservare ed identificare i fenomeni.
Fare esperienza e rendere ragione dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come
interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e
dell’affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione dei modelli.
Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione
Abilità
Analizzare le caratteristiche
e l’evoluzione dei modelli
geocentrici e dei modelli
eliocentrici
Utilizzare le leggi di Keplero
per calcolare i periodi di
rivoluzione e i raggi delle
orbite dei pianeti.
Comprendere il significato
della legge di Gravitazione
Universale
Ricavare il valore della
costante G
Comprendere la differenza
tra massa gravitazionale e
massa inerziale.
Analizzare le orbite dei
satelliti
Ricavare le leggi di Keplero
dai principi della dinamica e
dalla legge di gravitazione
universale.
Comprendere i concetti di
campo gravitazionale e
energia potenziale
gravitazionale.
Calcolare la velocità di fuga
da un pianeta.
Contenuti
Le leggi di Keplero. La legge di
gravitazione universale. Il
valore di G. Massa inerziale e
massa gravitazionale. Il moto
dei satelliti.Deduzione delle
leggi di Keplero. Il campo
gravitazionale. Energia
potenziale gravitazionale.
Velocità di fuga da un pianeta
Attività
Lezione frontale. Lezione
dialogata.
Lezione multimediale .
Discussione guidata.
Lavoro di gruppo.
Attività di laboratorio
virtuale.
Problem solving.
Elaborazione di schemi.
Attività di feedback.
Strumenti:
Libro di testo, e-book,
laboratorio di fisica
Verifica-Valutazione
Verifiche orali.
Interventi estemporanei.
Verifiche sommative
scritte.
Test a risposta multipla.
Quesiti a risposta
aperta.
Presentazioni
multimediali.
Criteri di valutazione
globale :
Per l’attribuzione del
voto degli elaborati
scritti e delle verifiche
orali, si utilizzeranno
griglie elaborate dal
dipartimento disciplinare
MODULO: TERMODINAMICA (33 ore)
COMPETENZE:
1.Osservare e identificare fenomeni.
2. Fare esperienza e rendere ragione dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come
interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e
dell’affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli
3. Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione.
4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive.
Abilità
 Analizzare le modalità di
propagazione del calore e
determinare i cambiamenti
che manifestano i corpi
quando sono sottoposti a
variazione termica
 Individuare i meccanismi di
trasmissione del calore.
 Distinguere tra capacità
termica e calore specifico di
un corpo.
 Formalizzare la legge
fondamentale della
calorimetria.
 Identificare il calore come
energia in transito.
 Individuare le grandezze
che descrivono lo stato di
un gas.
 Analizzare le trasformazioni
di un gas e le leggi che le
descrivono
 Riconoscere le
caratteristiche che
identificano un gas perfetto.
 Ricavare l’equazione di
stato del gas perfetto
 Indicare la natura delle
forze intermolecolari.
 Acquisire il concetto di
mole e il numero di
Avogadro.
 Inquadrare il concetto di
temperatura dal punto di
vista microscopico.
 Identificare l’energia
interna dei gas perfetti e
reali.
 Indicare il segno
dell’energia interna nei
diversi stati di aggregazione
molecolare.
Contenuti
Temperatura e calore
Dilatazione lineare, propagazione
del calore, capacità termica e
calore specifico.
Trasformazioni di un gas
Le leggi di Gay-Lussac, la
legge di Boyle. Il gas perfetto,
atomi e molecole, la mole e il
numero di Avogadro,
l’equazione di stato del gas
perfetto.
Modello microscopico della
materia
Il moto browniano, la
temperatura dal punta di vista
microscopico,
l’equipartizione
dell’energia,la velocità
quadratica media, la
distribuzione di Maxwell,
l’energia interna, l’equazione
di stato per i gas reali.
Il primo principio della
termodinamica
Gli scambi di energia, energia
interna di un sistema
fisica,trasformazioni reali e
quasistatiche,il lavoro
termodinamico,enunciato del
primo principio, applicazioni
del primo principio alle
trasformazioni dei gas, calori
specifici dei gas perfetti, le
trasformazioni adiabatiche
Il secondo principio della
termodinamica
Le macchine
termiche,enunciato di
Kelvin,enunciato di
Attività
Lezione frontale. Lezione
dialogata.
Lezione multimediale .
Discussione guidata.
Lavoro di gruppo.
Attività di laboratorio:
verifica della dilatazione
termica, esperienze virtuali
Problem solving.
Elaborazione di schemi.
Attività di feedback.
Strumenti:
Libro di testo. Laboratorio
di Fisica: Uso di software
specifici. Mezzi audiovisivi,
informatici e di laboratorio.
Esercizi diretti
all’intensificazione degli
elementi indispensabili per
il raggiungimento degli
obiettivi.
Verifica-Valutazione
Verifiche orali.
Interventi estemporanei.
Verifiche sommative scritte.
Criteri di valutazione
globale :
Per l’attribuzione del voto
degli elaborati scritti e delle
verifiche orali, si
utilizzeranno griglie
elaborate dal dipartimento
disciplinare
 Rappresentare il modello
microscopico del gas
perfetto.
 Formulare il teorema di
equipartizione dell’energia.
 Ragionare in termini di
distribuzione maxwelliana
delle velocità.
 Analizzare le differenze tra
gas perfetti e reali dal punto
di vista microscopico.
 Esaminare gli scambi di
energia tra i sistemi e
l’ambiente.
 Formulare il concetto di
funzione di stato.
 Mettere a confronto
trasformazioni reali e
trasformazioni
quasistatiche.
 Interpretare il primo
principio della
termodinamica alla luce del
principio di conservazione
dell’energia.
 Esaminare le possibili,
diverse, trasformazioni
termodinamiche.
 Descrivere l’aumento di
temperatura di un gas in
funzione delle modalità con
cui avviene il
riscaldamento.
 Formalizzare il principio
zero della termodinamica, le
equazioni relative alle
diverse trasformazioni
termodinamiche e
l’espressione dei calori
specifici del gas perfetto.
 Analizzare come sfruttare
l’espansione di un gas per
produrre lavoro.
 Analizzare alcuni fenomeni
della vita reale dal punto di
vista della loro reversibilità,
o irreversibilità.
 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 ,
distinguendo i vari enunciati
 Formalizzare il teorema di
Clausius,equivalenza dei due
enunciati, terzo enunciato,
trasformazioni reversibili e
irreversibili, teorema di
Carnot,il ciclo di Carnot, il
frigorifero
Entropia e disordine
La disuguaglianza di
Clausius, l’entropia funzione
di stato,entropia in un sistema
isolato e non isolato,energia
ordinata e energia disordinata,
equazione di Boltzmann per
l’entropia, il terzo principio
della termodinamica
Carnot e dimostrarne la
validità.
 Osservare la qualità delle
sorgenti di calore.
 Confrontare l’energia
ordinata a livello
macroscopico e l’energia
disordinata a livello
microscopico.
 Identificare gli stati,
macroscopico e
microscopico, di un sistema.
 Enunciare e dimostrare la
disuguaglianza di Clausius.
 Esaminare l’entropia di un
sistema isolato in presenza
di trasformazioni reversibili
e irreversibili.
 Discutere l’entropia di un
sistema non isolato.
 Discutere la relazione tra il
grado di disordine di un
microstato e la sua
probabilità di realizzarsi
spontaneamente.