Liceo Scientifico Statale “G. Bruno”
a.a 2010-11
LICEO SCIENTIFICO “G. BRUNO” – A.S. 2010-11
CLASSE IV A
CONTENUTI E CURRICOLO DEL CORSO DI FISICA
DESCRIZIONE DEL MOTO DI UN SISTEMA FISICO:
CENTRO DI MASSA E QUANTITÀ DI MOTO
Il centro di massa. Seconda
Laboratorio di fisica
legge di Newton per un
Inquiry: problemi di urto di oggetti su tavoletta a cuscino d’aria
sistema di punti. Quantità di Misure di traiettoria, velocità e quantità di moto
moto. Quantità di moto di un
Problemi di base
sistema di punti materiali.
Formule per determinare la quantità di moto di un sistema diparticelle
Urto e impulso.
Formule per calcolare e descrivere il moto del centro di massa di un sistema
Conservazione della quantità di particelle
di moto. Urti elastici e
Problemi di urto
anelastici in una e due
Problemi
dimensioni
Dimostrazione delle formule e della teoria del moto del centro di massa
Problemi e quesiti di fine capitolo
Progettare e realizzare esperimenti di fisica: processi di osservazione,
deduzione, ipotesi e ragionamento
DESCRIZIONE DEL MOTO DI UN SISTEMA:
ROTAZIONE
Variabili rotazionali.
Laboratorio di fisica
Grandezze angolari scalari e Dimostrazioni ed esperimenti: costruzione della definizione di
vettoriali. Rotazione con
momento di una forza; leve, dinamometri, masse e angoli
accelerazione angolare
Il momento d’inerzia di un appendino: problema di misura e di raccolta
costante. Variabili lineari e
dati
angolari. Energia cinetica
Uso di animazioni Geogebra per lo studio del rotolamento di un corpo
rotazionale. Il momento
rigido
d’inerzia. Il momento di una
Problemi di base
forza. Seconda legge di
Definizione
di
momento
di
una forza
Newton per il moto rotatorio.
Formule
per
determinare
il
momento
d’inerzia di un corpo rigido
Lavoro ed energia cinetica
Formule per descrivere il moto di rotazione e di rotolamento di un
rotazionale.
corpo rigido attorno ad un asse fisso in un riferimento inerziale
Rotolamento. Energia
Problemi
cinetica di rotolamento. Il
momento angolare. Seconda Dimostrazione delle formule e della teoria del moto rotatorio di un sistema di
particelle
legge di Newton in forma
angolare. Momento angolare Problemi e quesiti monoconcettuali di fine capitolo
Progettare e realizzare esperimenti di fisica: processi di misurazione, ipotesi e
di un sistema di particelle.
ragionamento
Momento angolare di un
corpo rigido che ruota attorno
ad un asse fisso.
Conservazione del momento
angolare
DESCRIZIONE DI UN SISTEMA FISICO IN OSCILLAZIONE:
MOTO ARMONICO
L’oscillatore armonico. Il
Laboratorio di fisica
moto armonico semplice dal Moti periodici: film del PSSC per lo studio sperimentale del moto armonico
punto di vista della forza e
semplice di sistemi diversi e la determinazione delle equazioni e dei parmetri
del bilancio energetico. La
che governano il moto armonico semplice
cinematica del moto
Realizzazione di un’animazione del modello di moto armonico semplice
armonico semplice. Moto
trattato nel film del PSSC e costruzione della cinematica del moto a partire
armonico semplice e moto
dal moto circolare uniforme: uso di Geogebra
circolare uniforme.
Problemi di base
Definire le grandezze fisiche del modulo didattico
Ricavare le grandezze cinematiche del moto armonico semplice
Corso di fisica
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Onde e propagazione delle
onde. Fenomeni di
interferenza e diffrazione.
Lenti e specchi.
Corso di fisica
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Ricavare l’equazione dell’oscillatore armonico
Disegnare il grafico della legge oraria, della velocità e dell’accelerazione di
un moto armonico semplice in funzione del tempo
Il pendolo di torsione
I pendoli
Problemi
Dimostrazione delle formule e della teoria del moto armonico
Problemi e quesiti monoconcettuali di fine capitolo
Progettare e realizzare animazioni di fisica: processi di problem solving
FENOMENI ONDULATORI
Laboratorio di fisica
Dimostrazioni ed esperimenti: impulsi e onde in una molla; stima della
velocità dell’impulso in una molla; riflessione agli estremi; onde stazionarie
nella molla
Dimostrazioni ed esperimenti: propagazione rettilinea della luce; ombre e
diaframmi; specchi piani, concavi e convessi; luce che si propaga in mezzi
diversamente rifrangenti; lenti concave e convesse
Dimostrazioni ed esperimenti: ondoscopio con una e due sorgenti puntiformi,
con una sorgente estesa
Dimostrazioni ed esperimenti: la luce laser colpisce una fenditura di
larghezza variabile (figure di diffrazione); la luce laser colpise due o più
fenditure (figure d’interferenza); reticolo di diffrazione.
Dimostrazioni ed esperimenti: il diapason, la risonanza di due diapason, i
battimenti
Dimostrazioni ed esperimenti: onde stazionarie in una corda in funzione della
tensione della corda e della massa specifica; verifica sperimentale della
relazione per la velocità delle onde in una corda tesa utilizzando misure con
le onde stazionarie in corde di massa specifica diversa, diversamente tese.
Animazioni con Geogebra e applet java: i battimenti, effetto Doppler,
principio di Huygens e applicazione ai fenomeni di rifrazione, principio di
sovrapposizione, interferenza di onde in una corda, interferenza di onde
nell’ondoscopio
Problemi di base
Definizioni: onde trasversali, onde longitudinali, lunghezza d’onda,
frequenza, funzione d’onda, velocità di un’onda, fase, differenza di fase,
interferenza costruttiva e distruttiva, potenza di un’onda, onde stazionarie.
Determinare la velocità di un’onda in una corda tesa: aspetti qualitativi,
analisi dimensionale, progetto della verifica sperimentale
L’effetto Doppler
Principio di sovrapposizione e interferenza di onde: ricavare la somma di due
impulsi e la somma di due onde sfasate di φ; calcolare la differenza di
cammino di due onde che interferiscono e discutere le condizioni di
interferenza; ricavare e discutere l’equazione delle onde stazionarie; ricavare
e discutere l’equazione dei battimenti
Costruzione delle immagini di uno specchio mediante l’uso di Geogebra:
effetti di distorsione e raggi parassiali.
Il principio di Huygens, la costruzione dei fronti d’onda e la rifrazione della
luce
Diffrazione della luce, interferneza della luce ed esperimento di Young
Problemi
Dimostrazione delle formule e costruzione delle teorie che descrivono i
fenomeni osservati
Problemi e quesiti monoconcettuali di fine capitolo
Progettare e realizzare esperimenti di fisica anche qualitativi: processi di
osservazione, deduzione, ipotesi e ragionamento
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La temperatura. Il calore, il
lavoro, l’energia interna.
l’equilibrio termico e il primo
principio della
termodinamica.
I gas e il modello del gas
ideale. La teoria cinetica del
gas ideale.
I processi termodinamici e i
fenomeni termici: dilatazione
termica, riscaldamento e
raffreddamento, transizioni di
fase, trasformazioni
termodinamiche ed
equazione di stato
Spazio, tempo, infinito
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FENOMENI TERMICI
Laboratorio di fisica
Ricostruzione del percorso di termologia e termodinamica svolto nel corso di
laboratorio di biennio.
Pressione gassosa e collisioni molecolari: film del PSSC per la definizione
operativa di pressione gassosa, per il modello di gas ideale, per la costruzione
dell’eqauzione di stato e della teoria cinetica del gas ideale
Problemi di base
Definire operativamente la temperatura e il calore: calorimetro e termometro
a gas; problemi fondamentali connessi all’uso di questi strumenti.
Definire e misurare caratteristiche delle sostanze: calore specifico, calore
latente di fusione, calore latente di evaporazione, coefficiente di dilatazione
lineare
Definire e riconoscere sistema termodinamico, ambiente, interazione,
scambio di calore e di lavoro
Definizione di lavoro e di energia interna
Principio zero e primo principio della termodinamica
Teoria cinetica del gas ideale
Problemi
Dimostrazione delle formule e costruzione delle teorie che descrivono i
fenomeni
Problemi e quesiti monoconcettuali di fine capitolo
TEMI DI CULTURA SCIENTIFICA
Laboratorio di filosofia, fisica e matematica con la LIM e l’aula virtuale per
comprendere i concetti di spazio tempo e infinito nella storia del pensiero
scientifico e filosofico occidentale
OBIETTIVI DISCIPLINARI (dalla programmazione preventiva)
Gli obiettivi disciplinari sono stati stabiliti dal Coordinamento per materie del 9 IX 2010 e sono:
Conoscenze
• Conoscere termini specifici e le definizioni operative di grandezze di meccanica, termologia,
termodinamica e meccanica ondulatoria
• Enunciare e descrivere una legge fisica
• Conoscere fatti ed eventi fisici
Competenze di primo livello
• Individuare relazioni fra grandezze fisiche nell'ambito della meccanica, della termologia, della
termodinamica e della meccainca ondulatoria
• Usare correttamente formule dirette e inverse
• Elaborare dati e tabelle
Competenze di secondo livello
• Risolvere semplici problemi di meccanica, termologia, termodinamica e meccanica ondulatoria
• Utilizzare il linguaggio adeguato
OBIETTIVI DISCIPLINARI MINIMI
Gli obiettivi disciplinari minimi sono i seguenti:
Conoscenze
• Conoscere termini specifici e le definizioni operative di grandezze di meccanica, termologia,
termodinamica e meccanica ondulatoria
• Enunciare e descrivere una legge fisica
• Conoscere fatti ed eventi fisici
Competenze di primo livello
• Individuare relazioni fra grandezze fisiche nell'ambito della meccanica, della termologia, della
termodinamica e della meccanica ondulatoria
• Usare correttamente formule dirette e inverse
Competenze di secondo livello
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•
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Risolvere semplici esercizi di applicazione delle conoscenze
CRITERI DI VALUTAZIONE (dalla programmazione preventiva)
CRITERI COMUNI PER L'ESPRESSIONE DELLA VALUTAZIONE
Giudizio
Obiettivo
Risultato
Ha prodotto un lavoro nullo o solo iniziato
Non raggiunto
Scarso.
Ha lavorato in modo molto parziale e
Gravemente
disorganico, con gravi errori, anche dal
Non raggiunto
insufficiente
punto di vista logico.
Ha lavorato in modo parziale con alcuni
Solo parzialmente
errori o in maniera completa con gravi
Insufficiente
raggiunto
errori
Ha lavorato complessivamente:
in maniera corretta dal punta di vista
Sufficientemente
logico e cognitivo, ma imprecisa nella
raggiunto
forma o nella coerenza argomentativa o
nelle conoscenze
in maniera corretta ma parziale
Ha lavorato in maniera corretta, ma con
qualche imprecisione dal punto di vista
Raggiunto
della forma o delle conoscenze
Ha lavorato in maniera corretta e completa
dal punto di vista della forma e delle
Pienamente raggiunto
conoscenze
Ha lavorato in maniera corretta e
completa, con rielaborazione personale e
Pienamente raggiunto
critica delle conoscenze
Voto
1-2
3-4
5
Sufficiente
6
Discreto
7
Buono - ottimo
8
Eccellente
9-10
ATIVITÀ PER L’ESTATE
Letture consigliate
Giulio Verne, L’isola misteriosa, Einaudi – romanzo di avventura (già consigliato l’anno scorso)
Denis Guedj, Il teorema del pappagallo, TEADUE Ed. Associati – giallo con, sullo sfondo, alcuni problemi
storicamente fondanti la matematica (già consigliato l’anno scorso)
Dava Sobel, Longitudine, BUR Saggi – biografia di Harris, inventore di orologi che ha risolto il problema
della navigazione all’epoca di Newton (già consigliato l’anno scorso)
Hans M. Enzensberger, Il mago dei numeri, Einaudi – fiaba intorno a problemi fondamentali di matematica
(già consigliato l’anno scorso)
Peter Atkins, Le regole del gioco, come la termodinamica fa funzionare l’universo, Zanichelli – saggio
veloce sul significato della termodinamica
Castelnuovo Emma, “Pentole, ombre, formiche" in viaggio con la matematica, La Nuova Italia – problemi
di matematica calati nella realtà di ogni giorno
Barabàsi Albert-Làszlò, Link - La nuova scienza delle reti, Einaudi – per comprendere che cos’è il web
Attività di studio e consolidamento
Risolvere di nuovo e interamente i problemi dei compiti svolti durante l’anno scolastico (sono archiviati sulla
piattaforma o vanno richiesti in segreteria insieme al programma svolto). Utilizzare i compiti per focalizzare
gli obiettivi di studio e di consolidamento della materia. Per lo studio e il consolidamento dei concetti, oltre
al quaderno degli appunti e delle osservazioni di laboratorio, i testi di riferimento sono
Resnick, Halliday, Walker, Fondamenti di fisica - meccanica, Zanichelli, cap. 9, cap. 10, cap. 11, cap. 15
Resnick, Halliday, Walker, Fondamenti di fisica - onde, Zanichelli, cap. 16, cap. 17, cap. 33E, cap. 35
Resnick, Halliday, Walker, Fondamenti di fisica - termologia, Zanichelli, cap. 18, cap. 19
Mestre, 31 maggio 2011
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