Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Dipartimento di Matematica-Fisica
LICEO SCIENTIFICO STATALE “LORENZO MASCHERONI”
24124 BERGAMO (BG) Via A. Da ROSCIATE, 21/A
Tel. 035-237076 - Fax 035-234283
e-mail: [email protected]
sito internet: http://www.liceomascheroni.it
Cod.Mecc.BGPS05000B Cod.Fisc.95010190163
DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA
Anno scolastico 2016/2017
PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL SECONDO BIENNIO
secondo le indicazioni nazionali dei nuovi Liceo Scientifico e Liceo delle Scienze Applicate
OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO
Nel secondo biennio il percorso didattico darà maggior rilievo all’impianto teorico (le leggi della fisica) e alla
sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l’obiettivo di formulare e risolvere problemi più
impegnativi, tratti anche dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi
fisiche. Inoltre, l’attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e
condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie.
Saranno riprese le leggi del moto, affiancandole alla discussione dei sistemi di riferimento inerziali e non
inerziali e del principio di relatività di Galilei.
L’approfondimento del principio di conservazione dell’energia meccanica, applicato anche al moto dei fluidi e
l’affronto degli altri principi di conservazione, permetteranno allo studente di rileggere i fenomeni meccanici
mediante grandezze diverse e di estenderne lo studio ai sistemi di corpi. Con lo studio della gravitazione, dalle
leggi di Keplero alla sintesi newtoniana, lo studente approfondirà, anche in rapporto con la storia e la filosofia,
il dibattito del XVI e XVII secolo sui sistemi cosmologici.
Si completerà lo studio dei fenomeni termici con lo studio dei gas, familiarizzando con la semplificazione
concettuale del gas perfetto e con la relativa teoria cinetica; lo studente potrà così vedere come il paradigma
newtoniano sia in grado di connettere l’ambito microscopico a quello macroscopico. Lo studio dei principi
della termodinamica permetterà allo studente di generalizzare la legge di conservazione dell’energia e di
comprendere i limiti intrinseci alle trasformazioni tra forme di energia, anche nelle loro implicazioni
tecnologiche, in termini quantitativi e matematicamente formalizzati.
Si inizierà lo studio dei fenomeni ondulatori con le onde meccaniche, introducendone le grandezze
caratteristiche e la formalizzazione matematica; si esamineranno i fenomeni relativi alla loro propagazione con
particolare attenzione alla sovrapposizione, interferenza e diffrazione. In questo contesto lo studente
familiarizzerà con il suono (come esempio di onda meccanica particolarmente significativa) e completerà lo
studio della luce con quei fenomeni che ne evidenziano la natura ondulatoria.
Lo studio dei fenomeni elettrici e magnetici permetterà allo studente di esaminare criticamente il concetto di
interazione a distanza, già incontrato con la legge di gravitazione universale e di arrivare al suo superamento
mediante l’introduzione di interazioni mediate dal campo elettrico, del quale si darà anche una descrizione in
termini di energia e potenziale e dal campo magnetico.
Obiettivi dell’insegnamento della fisica, perseguiti in modo graduale coerentemente con lo sviluppo cognitivo
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degli studenti, saranno quindi:
osservare un fenomeno, descriverlo e formulare ipotesi esplicative;
individuare con precisione, a livello teorico e nell'esecuzione di laboratorio, le variabili, gli elementi che
devono restare costanti e quelli che sono trascurabili in un esperimento;
rendersi conto che una legge fisica è verificabile in laboratorio solo nei limiti dell'incertezza della
misura;
servirsi di strumenti matematici già studiati per indagare i fenomeni (proporzioni, similitudini tra figure
equazioni di primo grado, sistemi lineari in due incognite, traslazioni d'assi e cambiamento di scala,
potenze, notazione esponenziale);
acquisire un quadro organico della teoria di base, riguardante un ampio campo di fenomeni, fino a
costituire un'immagine consistente della disciplina nel suo complesso;
acquisire padronanza nei metodi di soluzione di problemi quantitativi elementari, allo scopo di recepire
con chiarezza le idee e i concetti teorici;
valutare le potenzialità e i limiti di un modello;
cogliere l'interazione reciproca tra il progresso scientifico e l'evoluzione della società, considerata nei
suoi aspetti tecnologico e ambientale.
LINEE METODOLOGICHE DI INSEGNAMENTO
A caratterizzare l'insegnamento della fisica saranno:
una trattazione organica/sistematica dei vari capitoli della fisica, con formalizzazione matematica e
approfondimenti teorici;
la discussione "critica" di alcuni concetti fondamentali e l'attenzione particolare al rigore delle diverse
teorie e impostazioni;
esperimenti dimostrativi e altri quantitativi, sia presentati dalla cattedra, sia svolti in prima persona
dagli studenti, secondo le possibilità offerte dal laboratorio, con relativa rilevazione dei dati, analisi
degli stessi e rapporto a modelli teorico – matematici; questo perché il laboratorio costituisce un
momento significativo nell'insegnamento della fisica, sia in riferimento al rapporto con il mondo
fenomenico, sia rispetto al ruolo che ha nel processo di indagine/controllo/riformulazione di ipotesi, sia
per la rilevanza nella formazione degli allievi (sviluppo di abilità logiche e pratiche);
la risoluzione di problemi di media difficoltà (che comportino l'applicazione di leggi in modo
consapevole, non la sola sostituzione di valori numerici in formula) e/o di test a risposta aperta o a
scelta multipla.
l’acquisizione della consapevolezza che la scienza, anche la fisica, non si presenta come un insieme
statico di teorie, modelli e leggi, ma come un quadro di riferimento in continua evoluzione e che la
formazione e la trasformazione delle idee e dei metodi della scienza tecnologica sono inserite in un
processo complesso e articolato, in cui gli scambi non sono unidirezionali.
la discussione "critica" del procedere scientifico, perché gli studenti possano accostarsi con sufficiente
disinvoltura anche agli sviluppi tecnici e formali delle teorie stesse. Inoltre la discussione storica non va
disgiunta da un adeguato livello di approfondimento formale.
Le diverse fasi del lavoro in classe possono essere così sintetizzate:
presentazione di una situazione problematica mediante un'esperienza in laboratorio e/o l'indagine storica e/o
l'analisi teorica;
sistemazione formale utilizzando gli strumenti matematici acquisiti;
verifica delle leggi in laboratorio;
problemi di rafforzamento.
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CRITERI E MODALITÀ DI VALUTAZIONE
Il lavoro svolto sarà valutato attraverso:
*0 verifiche scritte;
*1 verifiche orali e/o verifiche scritte per l’orale;
*2 controllo del lavoro individuale e/o di gruppo.
In particolare per la valutazione si farà riferimento al numero di prove deliberato dal collegio docenti e sarà
considerata anche la capacità dello studente di partecipare in modo costruttivo e razionale al lavoro di classe.
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CONTENUTI DISCIPLINARI CLASSE TERZA
MODULO 1 – Cinematica
Prerequisiti
Il piano cartesiano
Relazioni e funzioni
Il calcolo e la notazione scientifica
Moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato
Abilità
A. Individuare le caratteristiche dei vettori velocità ed accelerazione nel moto circolare
uniforme
B. Descrivere il moto parabolico come composizione di moti rettilinei indipendenti
Articolazione del modulo in unità
didattiche
U.D.1
Il moto in due e tre dimensioni
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
Composizione di moti
Moto parabolico
Moto circolare uniforme
Laboratorio: esperienze su moto parabolico e moto rettilineo uniforme
MODULO 2 - Dinamica
Prerequisiti
Abilità
Modulo 1
Principi della dinamica
Comporre e scomporre le forze in direzioni prefissate
Rappresentare il diagramma del corpo libero
Individuare le caratteristiche principali delle seguenti forze: peso, attrito, forza elastica
e reazione vincolare
A.
B.
C.
D.
E.
F.
Comporre spostamenti e velocità
Operare con le trasformazioni di Galileo
Individuare le grandezze invarianti secondo le trasformazioni di Galileo
Riconoscere un sistema di riferimento inerziale e non inerziale
Enunciare il principio di relatività galileiana
Distinguere tra massa inerziale e gravitazionale
G. Applicare i principi della dinamica nella risoluzione di problemi
Articolazione del modulo in unità
didattiche
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Moto relativo
Il moto relativo
Le trasformazioni di Galileo: composizione di spostamenti e velocità.
U.D.2
Applicazioni dei principi della
dinamica
Ripasso:
Principio di relatività galileiana
Massa inerziale e gravitazionale
Reazioni vincolari e forze di attrito
Forza elastica. Forza centripeta.
Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali
Laboratorio: leggi della dinamica, forze fittizie, peso apparente e forza
centrifuga
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MODULO 3 - Energia cinetica e lavoro - Conservazione dell’energia meccanica
Modulo 1 e 2
Prodotto scalare di vettori
A. Calcolare il lavoro per una forza costante
B. Calcolare la variazione dell’energia cinetica
C. Distinguere una forza conservativa da una dissipativa
Abilità
D. Calcolare la variazione di energia potenziale e l’energia cinetica
E. Applicare il principio di conservazione dell’energia meccanica
F. Calcolare la variazione di energia meccanica in presenza di forze dissipative.
Articolazione del modulo in unità
Conoscenze
didattiche
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Lavoro di una forza costante
Lavoro ed energia cinetica
Lavoro di una forza variabile
Rappresentazione grafica del lavoro
Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica
Potenza
U.D.2
Forze conservative.
Conservazione dell’energia
Energia potenziale gravitazionale ed elastica.
Principio di conservazione dell’energia meccanica.
Forze dissipative .
Laboratorio: esperienza di conservazione dell’energia
Circuitazione del campo gravitazionale
Prerequisiti
MODULO 4 - Sistemi di particelle. Equilibrio e rotazione
Prerequisiti
Moduli 1, 2 e 3
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
J.
K.
Determinare il centro di massa di un sistema
Applicare la seconda legge della dinamica ad un sistema di particelle
Calcolare la quantità di moto di un sistema
Applicare il principio di conservazione della quantità di moto
Distinguere tra urti elastici e anelastici, frontali e obliqui
Definire le relazioni tra grandezze cinematiche lineari e angolari
Abilità
Calcolare il momento di una forza
Calcolare il momento di una coppia di forze
Calcolare il momento d’inerzia di un sistema
Applicare le leggi della dinamica rotazionale
Calcolare il momento angolare di un sistema
L. Applicare il principio di conservazione del momento angolare
Articolazione del modulo in unità
Conoscenze
didattiche
Contenuti unità didattiche
U.D.1 Sistemi di particelle.
Centro di massa di un sistema di particelle.
Conservazione della quantità di
Seconda legge della dinamica riferita al centro di massa.
moto.
Quantità di moto di una particella e di un sistema di particelle. Impulso.
Seconda legge della dinamica in funzione della quantità di moto.
Legge di conservazione della quantità di moto.
Urti elastici e anelastici.
Laboratorio: conservazione della quantità di moto
U.D.2
Velocità e accelerazione angolari; leggi del moto rotatorio.
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Cinematica rotazionale
U.D.3
Dinamica rotazionale
Moto rototraslatorio.
Momento d'inerzia.
Momento di una forza e di una coppia di forze
Leggi della dinamica rotatoria.
U.D.4
Leggi di conservazione. Statica del
corpo rigido
Energia cinetica di rotazione, momento angolare e sua conservazione.
Condizioni di equilibrio di un corpo rigido.
Laboratorio: conservazione del momento angolare
MODULO 5 - Gravitazione universale
A. Descrivere le teorie cosmologiche tolemaica e copernicana
B. Enunciare le leggi di Keplero e la legge di gravitazione universale
C. Applicare le leggi di Keplero e la legge di gravitazione universale nella risoluzione
di semplici problemi
D. Dedurre le leggi di Keplero dalle leggi della dinamica
E. Descrivere l’esperimento di Cavendish
Abilità
F. Distinguere tra massa inerziale e gravitazionale
G. Fornire la definizione di campo
H. Rappresentare il campo gravitazionale
I. Calcolare l’energia potenziale gravitazionale
J. Descrivere il moto di un satellite artificiale
Articolazione del modulo in unità
Conoscenze
didattiche
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Moto dei pianeti: teorie tolemaica e copernicana.
Leggi di Keplero e di Newton
Leggi di Keplero e legge della gravitazione universale.
Esperimento di Cavendish.
U.D.2
Massa inerziale e massa gravitazionale.
Campo gravitazionale
Concetto di campo e sua rappresentazione.
Campo gravitazionale ed energia potenziale gravitazionale. I satelliti:
orbite ed energie.
MODULO 6 - Dinamica dei fluidi
La legge di Stevino
La legge di Pascal
La legge di Archimede
A. Descrivere il moto di un fluido ideale
B. Applicare l’equazione di continuità
Abilità
C. Dimostrare l’equazione di Bernoulli
D. Applicare la legge di conservazione dell’energia meccanica al moto di un fluido
Articolazione del modulo in unità
Conoscenze
didattiche
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Corrente di un fluido, portata di un liquido in un condotto ed equazione di
Dinamica dei fluidi
continuità.
Equazione di Bernoulli.
Prerequisiti
Laboratorio: esperienze di dinamica dei fluidi.
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MODULO 7 - Termodinamica
Solidi, liquidi, gas
Cambiamenti di stato
Temperatura e calore
Scale termiche
Prerequisiti
Dilatazione lineare e volumica
Equazione della calorimetria e calore specifico
Propagazione del calore
A. Definire la temperatura
B. Definire un gas perfetto
C. Enunciare le leggi e l’equazione di stato dei gas perfetti
D. Applicare le leggi e l’equazione di stato dei gas perfetti nella risoluzione di semplici
problemi
E. Interpretare la temperatura da un punto di vista molecolare
F. Ricavare la relazione tra energia cinetica molecolare e temperatura
G. Descrivere la distribuzione di Maxwell delle velocità molecolari
H. Definire il calore specifico, la capacità termica e il calore
I. Risolvere problemi di calorimetria
J. Descrivere le modalità di propagazione del calore
K. Definire un sistema termodinamico
L. Descrivere una trasformazione termodinamica e rappresentarla graficamente
M. Descrivere l’esperimento di Joule
Abilità
N. Enunciare il principio di equivalenza
O. Calcolare il lavoro in una trasformazione termodinamica e darne una
interpretazione grafica
P. Definire l’energia interna di un sistema
Q. Enunciare il primo principio
R. Applicare il primo principio nella risoluzione di problemi
S. Enunciare il teorema di equipartizione dell'energia
T. Descrivere una macchina termica
U. Calcolare il rendimento di una macchina termica
V. Distinguere le trasformazioni reversibili da quelle irreversibili
W. Definire la variazione di entropia
X. Enunciare il secondo principio in termini di entropia
Y. Descrivere il legame tra entropia e disordine
Articolazione del modulo in unità
Conoscenze
didattiche
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Teoria cinetica molecolare.
Teoria cinetica molecolare
Leggi dei gas ed equazione di stato dei gas perfetti.
Moto molecolare; modello molecolare del gas perfetto.
Interpretazione molecolare della temperatura.
Distribuzione di Maxwell delle velocità.
U.D.2
Calore
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Calore come energia in transito.
Unità di misura del calore.
Capacità termica e calore specifico.
Il calorimetro.
Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
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U.D.3
Primo principio
U.D.4
Secondo principio
U.D.5
Entropia
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Sistemi termodinamici, equilibrio termodinamico.
Trasformazioni termodinamiche, reali e quasistatiche.
Trasformazioni reversibili ed irreversibili.
Principio di equivalenza, esperimento di Joule.
Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche.
Primo principio della termodinamica.
Energia interna di un gas perfetto.
Calori specifici molari di un gas perfetto.
Teorema di equipartizione dell'energia.
Macchine termiche. Discussione sul rapporto tra sviluppo della scienza e
rivoluzione industriale.
Enunciato di Kelvin-Planck del secondo principio della termodinamica;
enunciato di Clausius, macchine frigorifere.
Equivalenza dei due enunciati.
Teorema di Carnot. Ciclo di Carnot e rendimento della macchina termica
ideale.
Motore dell’automobile. Frigorifero.
Laboratorio: la macchina di Savery; l’esperimento di Joule.
Definizione di entropia. Entropia nei processi reversibili ed irreversibili, in
un sistema isolato e in un sistema non isolato.
Entropia dell'universo.
Il secondo principio dal punto di vista molecolare.
Stati macroscopici e stati microscopici. Entropia e disordine. L’equazione
di Boltzmann.
Il modulo di Termodinamica potrà essere svolto tra la classe terza e la classe quarta.
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CONTENUTI DISCIPLINARI PER LA CLASSE QUARTA
MODULO 1 – Onde
A.
B.
C.
Abilità
D.
E.
F.
G.
H.
I.
J.
K.
L.
M.
N.
O.
P.
Q.
R.
S.
T.
U.
V.
W.
X.
Definire un moto armonico
Determinare la relazione tra moto armonico e moto circolare uniforme
Ricavare le equazioni di posizione, velocità, accelerazione in funzione del tempo per un
moto armonico
Calcolare l’energia di un oscillatore armonico
Definire un’onda
Distinguere tra onde trasversali ed onde longitudinali
Determinare le grandezze caratteristiche di un’onda
Scrivere l’equazione di un’onda armonica.
Rappresentare il grafico di un’onda armonica
Determinare i punti d’interferenza costruttiva e di interferenza distruttiva
Analizzare un’onda sonora determinandone i caratteri distintivi
Definire un’onda stazionaria e calcolarne la frequenza
Definire un’onda stazionaria e calcolarne la frequenza
Definire i battimenti e calcolarne la frequenza
Descrivere l’effetto Doppler e calcolare le frequenze nei vari casi
Enunciare le leggi della riflessione e della rifrazione
Spiegare il fenomeno della riflessione totale
Spiegare il fenomeno della dispersione
Costruire immagini medianti e specchi e lenti
Descrivere la natura corpuscolare e ondulatoria della luce
Enunciare il principio di Huygens
Descrivere e interpretare l’esperimento di Young
Descrivere e interpretare l’esperimento di diffrazione da una fenditura
Spiegare l’interferenza per lamine sottili
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
Articolazione del
modulo in unità
didattiche
U.D.1
Moto armonico. Oscillatore armonico.
Moto armonico
Relazione tra moto armonico e moto circolare uniforme.
Equazioni di posizione, velocità, accelerazione del moto armonico.
Energia di un oscillatore armonico.
Laboratorio: osservazione ed elaborazione dati in un moto armonico, conseguente
determinazione della k di una molla, pendolo ed esperienza di isocronismo
U.D.2
Onde impulsive. Onde in una corda, in una molla, onde sonore, onde sulla superficie di un
Oscillazioni e
liquido.
onde
Onde trasversali e longitudinali. Grandezze caratteristiche di un'onda.
Equazione di un'onda e grafici di un'onda armonica.
Principio di sovrapposizione, interferenza.
U.D.3
Il suono
Laboratorio: esperienze con l’ondoscopio.
Onde sonore, caratteri distintivi del suono.
Intensità e livello sonoro.
Onde stazionarie. Battimenti. Effetto Doppler.
Laboratorio: esperienze sul suono.
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U.D.4
La luce
Propagazione rettilinea della luce.
Riflessione, rifrazione, riflessione totale, dispersione.
U.D.5
Ottica fisica
Teoria ondulatoria della luce. Principio di Huygens.
Interferenza della luce: esperimento di Young.
Interferenza per lamine sottili.
Diffrazione della luce.
Laboratorio: osservazione di interferenza e diffrazione da fenditure e reticoli
MODULO 2 - La carica elettrica e il campo elettrico
Abilità
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
Descrivere i fenomeni di elettrizzazione
Riconoscere le caratteristiche distintive dei corpi conduttori e dei corpi isolanti
Descrivere le caratteristiche di una carica elettrica
Applicare la legge di Coulomb
Descrivere il fenomeno di induzione elettrostatica
Rappresentare il campo elettrico di una distribuzione di cariche
Dalla rappresentazione di un campo dedurre la natura delle sorgenti del campo
Applicare la legge di Gauss per calcolare il campo elettrico di distribuzioni di cariche
I. Applicare il teorema di Coulomb
Articolazione del modulo in unità
didattiche
U.D.1
Carica elettrica e legge di Coulomb
U.D.2
Il campo elettrostatico
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
L'elettrizzazione e l’interazione tra corpi carichi.
I conduttori e gli isolanti.
La carica elettrica.
Quantizzazione della carica e principio di conservazione della carica
elettrica.
La legge di Coulomb.
L'induzione elettrostatica.
Laboratorio: esperienze con corpi elettrizzati
Il concetto di campo e sua definizione.
Il campo elettrico.
Il principio di sovrapposizione.
Le linee di campo.
Il campo elettrico generato da distribuzioni di cariche.
La polarizzazione degli isolanti.
Il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie: il flusso del
campo elettrico.
Il teorema di Gauss per il campo elettrico.
Il teorema di Coulomb.
Laboratorio: visualizzazione delle linee di campi elettrici. Esperienze
con gabbia di Faraday. Macchine elettrostatiche. Polarizzazione di
dielettrici
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MODULO 3 - Potenziale e capacità. Corrente e circuiti
A.
B.
C.
D.
Abilità
E.
F.
G.
H.
I.
J.
K.
L.
M.
N.
O.
Calcolare il potenziale e l'energia potenziale di una distribuzione di cariche
Rappresentare le superfici equipotenziali di una distribuzione di cariche
Riconoscere la conservatività di un campo mediante la circuitazione
Descrivere la distribuzione delle cariche, il campo elettrico e il potenziale di un
conduttore in equilibrio elettrostatico
Calcolare la capacità e il campo elettrico di un condensatore
Calcolare la capacità equivalente di un sistema di condensatori
Calcolare l'energia immagazzinata in un condensatore
Riconoscere le caratteristiche elettriche dei conduttori
Descrivere i generatori di tensione
Applicare le leggi di Ohm
Calcolare la corrente che circola in un circuito elementare ed in un circuito a più
maglie applicando le leggi di Kirchhoff
Determinare la resistenza equivalente di un sistema di resistori
Calcolare il calore dissipato in un resistore per effetto Joule
Determinare la forza elettromotrice di un generatore
Descrivere il processo di carica e scarica di un condensatore
Articolazione del modulo in
unità didattiche
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Il potenziale elettrico
Energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico.
Lavoro e differenza di potenziale.
Il potenziale di una distribuzione di cariche.
Superfici equipotenziali.
Campo elettrico e potenziale.
La circuitazione di un campo vettoriale. Circuitazione e campi conservativi:
proprietà del campo elettrostatico.
U.D.2
Capacità elettrica
Conduttori in equilibrio elettrostatico.
Il condensatore: capacità di un condensatore, campo elettrico di un
condensatore anche in presenza di un dielettrico.
Capacità di un conduttore piano.
Condensatori in serie e in parallelo.
L'energia immagazzinata in un condensatore.
Laboratorio: condensatori, condensatori in serie e in parallelo
U.D.3
La corrente elettrica continua
La corrente elettrica nei conduttori metallici.
I generatori di tensione.
Le leggi di Ohm e loro interpretazione microscopica.
La dipendenza della resistività dalla temperatura.
Le leggi di Kirchhoff.
I conduttori ohmici in serie e in parallelo.
La trasformazione dell'energia elettrica ed effetto Joule.
La forza elettromotrice e la resistenza interna di un generatore di tensione.
Laboratorio: verifica della prima e della seconda legge di Ohm.
Laboratorio: conduttori in serie e in parallelo
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MODULO 4 – La corrente elettrica nei liquidi e nei gas
Abilità
A.
B.
C.
D.
E.
Definire le sostanze elettrolitiche.
Indicare le variabili significative nel processo della dissociazione elettrolitica.
Formulare le due leggi di Faraday per l’elettrolisi.
Descrivere le celle a combustibile
Valutare l’utilità e l’impiego di pile e accumulatori.
F. Discutere il fenomeno dell’emissione luminosa.
Articolazione del modulo in
unità didattiche
U.D.1
Le soluzioni elettrolitiche
U.D.2
La conducibilità nei gas
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
Dissociazione elettrolitica.
Elettrolisi.
Leggi di Faraday per l’elettrolisi.
Pile e accumulatori.
Laboratorio: osservazione di elettrolisi
Le scariche elettriche nei gas.
Il fulmine.
I raggi catodici.
Laboratorio: osservazione di scariche in gas a bassa pressione, macchina
di Whimshurst, osservazione dei raggi catodici e delle loro proprietà
MODULO 5 - Fenomeni magnetici fondamentali
Abilità
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
Definire i poli magnetici.
Esporre il concetto di campo magnetico.
Definire il campo magnetico terrestre.
Analizzare le forze di interazione tra poli magnetici.
Mettere a confronto campo elettrico e campo magnetico.
Analizzare il campo magnetico prodotto da un filo percorso da corrente.
Descrivere l’esperienza di Faraday.
Formulare la legge di Ampère.
Rappresentare matematicamente la forza magnetica su un filo percorso da corrente.
J. Distinguere le sostanze ferro, para e dia magnetiche corrente.
Articolazione del modulo in
unità didattiche
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
U.D.1
Forze tra poli magnetici.
Fenomeni magnetici fondamentali Il campo magnetico.
Il campo magnetico terrestre.
Le linee di campo.
Confronto tra campo magnetico e campo elettrico.
Il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente.
L’esperienza di Faraday.
La definizione dell’Ampère e del Coulomb.
La forza magnetica su un fili percorso da corrente.
Il campo magnetico di un filo percorso da corrente.
Il campo magnetico di una spira e di un solenoide.
Il motore elettrico.
L’Amperometro e il Voltmetro.
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Laboratorio: osservazione di magneti interagenti, osservazione di campi
elettromagnetici, esperienza di Oersted, esperienza di Faraday, motore
elettrico.
MODULO 6 - Il campo magnetico
Abilità
A. Descrivere la forza di Lorentz
B. Calcolare il raggio e il periodo del moto circolare di una carica che si muove
perpendicolarmente a un campo magnetico uniforme
C. Interpretare l’effetto Hall
D. Esporre e dimostrare il teorema di Gauss per il magnetismo
E. Esporre il teorema di Ampère e indicarne le implicazioni (il campo magnetico non è
conservativo)
F. Analizzare il ciclo di isteresi magnetica
G. Definire la magnetizzazione permanente
Articolazione del modulo in
unità didattiche
U.D.1
Il campo magnetico
Conoscenze
Contenuti unità didattiche
La forza di Lorentz.
Forza elettrica e magnetica.
L’effetto Hall.
Il moto di una carica in un campo magnetico uniforme.
Il flusso del campo magnetico.
La circuitazione del campo magnetico.
Il teorema di Ampère e sue applicazioni.
Le proprietà magnetiche dei materiali.
Il ciclo di isteresi magnetica.
Laboratorio: osservazione e misurazione della forza di Lorentz,
osservazione di cariche in moto in un campo magnetico, bobine di
Helmoltz.
I Docenti del Dipartimento di Matematica e Fisica - anno scolastico 2016 - 2017
1. BELLOMO Alba
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2. BETTONI Ferdinando
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3. BRENA Alessandra
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4. CHERILLO Michele
Anno scolastico 2016-17
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a
Fisica classe 3 e 4
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Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Dipartimento di Matematica-Fisica
5. DOBROWOLSKA Wiera Barbara
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6. FERRARI Mariangela
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7. FORNONI Mariateresa
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8. FUSARO Angelo
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9. GOGLIO Silveria
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10. GRITTI Annamaria
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11. MARINONI Corrado
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12. MATTINA Salvatore
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13. MATTIOLI Laura
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14. MORENI Stefania
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15. MUSCO Loredana
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16. PEZZOTTA Antonio
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17. PEZZOTTA Paola
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18. PREVITALI Patrizia
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19. SIGNORELLI Paola
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20. SOTTOCORNOLA Luca
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21. TORCHITTI Angelo
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Bergamo, 25 ottobre 2016
Anno scolastico 2016-17
Fisica classe 3a e 4a
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