Scarica - Pacioli

IIS“Luca Pacioli” Crema
UDA Fisica - classe 2^ C.A.T.
Rev. 06.10.15
FISICA
Classe
2^ C.A.T.
PROGRAMMAZIONE ANNUALE - SEQUENZA DI LAVORO
Anno scolastico 2015-16 : Corso COMPATTATO NEL 1° QUADRIMESTRE (SET-GEN)
U.D.A.
Periodo
Ore lezione
0. Richiamo argomenti statica, cinematica e dinamica
1. Energia
2. Termologia
3. Elettrostatica e corrente continua
4. Il campo magnetico
5. Onde meccaniche e acustica
6. La luce e l'ottica geometrica
settembre -ottobre
ottobre
ott -nov
novembre
dicembre
dicembre
gennaio
12
10
15
20
10
15
20
Ore settimanali della materia : 3 + 3 h
N° settimane disponibili : circa 17
Totale annuo : circa 100 h
Metodologia
- lezioni frontali interattive
- uso guidato del libro di testo
- discussioni guidate sulla conclusione di un’esperienza di laboratorio
- esercizi esempio svolti alla lavagna dall’insegnante
- esercizi svolti alla lavagna dagli alunni
- compiti a casa, correzione e commento dei compiti assegnati
- esperienze di laboratorio svolte a gruppi
- attività di recupero
Valutazione
(per certificare ompetenze)
Per integrare le spiegazioni e per facilitare l’apprendimento si usano sussidi audiovisivi e,
talvolta, specifici programmi applicativi
Domande a risposta aperta e chiusa ; risoluzione di problemi
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U.D.A. 0 - RIPASSO DI STATICA, CINEMATICA, DINAMICA
CONOSCENZE
(Sapere)

Conoscere il significato di grandezza scalare e di
grandezza vettoriale



OBIETTIVI

Conoscere la regola del parallelogramma e il metodo
punta-coda
Saper individuare gli effetti di una forza
Individuare le condizioni di equilibrio di un punto
materiale e di corpo rigido esteso

Saper rappresentare un vettore

Saper eseguire operazioni con i vettori: saper determinare
graficamente od analiticamente la somma o la differenza di
due o più forze

Saper calcolare il prodotto di una vettore per un numero

Saper scomporre una
graficamente o analiticamente
forza
in
due
componenti

Stabilire se un punto materiale o un corpo rigido è in
equilibrio

Determinare la risultante di forze parallele concordi e
discordi


Conoscere il significato di vincolo e di corpo vincolato



Conoscere la definizione di momento di una forza

Stabilire se un corpo rigido ruota e individuare il verso di
rotazione

Conoscere il significato di baricentro

Individuare la corrispondenza fra il baricentro ed i tre tipi di
equilibrio: stabile, instabile, indifferente
Saper individuare i vincoli
Calcolare la reazione vincolare e l’equilibrante

Conoscere il significato dei termini traiettoria, posizione e
spostamento

Saper calcolare il vettore spostamento in semplici
problemi

Conoscere la definizione di velocità media e di velocità
istantanea

Saper calcolare la velocità media di un oggetto in
movimento

Conoscere le principali unità di misura della velocità
(km/h e m/s)

Saper trasformare l’ unità di misura della velocità da km/h
a m/s e viceversa

Conoscere il significato della legge oraria del moto
rettilineo uniforme

Saper applicare la legge oraria del moto rettilineo uniforme
in semplici problemi con s0 = 0 e s0  0

Conoscere la definizione di accelerazione media e la sua
unità di misura

Saper calcolare l’accelerazione media di un oggetto in
movimento

Conoscere il significato della legge oraria del moto
uniformemente accelerato

Saper applicare la legge oraria del moto uniformemente
accelerato in semplici problemi con s0=0 , s0  0, vi=0, vi0

Conoscere come si possono rappresentare graficamente
il moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato

Saper tracciare e analizzare grafici posizione/tempo,
velocità/tempo e accelerazione/tempo per ricavare le
caratteristiche del moto rappresentato

Conoscere le caratteristiche del moto di un oggetto in
caduta libera

Saper calcolare la velocità e lo spazio percorso da un
oggetto in caduta libera

Saper individuare semplici fenomeni fisici interpretabili
con il primo principio della dinamica

Saper applicare il secondo principio della dinamica nella
risoluzione di semplici problemi


Conoscere l’enunciato del primo principio della dinamica
Conoscere l’enunciato del secondo principio della
dinamica

Conoscere la differenza fra massa e peso, fra kg e N


Conoscere l’enunciato del terzo principio della dinamica

Saper applicare il terzo principio della dinamica nella
risoluzione di semplici problemi


Conoscere le grandezze caratteristiche di un vettore

COMPETENZE
(Saper fare)
Saper distinguere le grandezze scalari da quelle vettoriali
Conoscere il significato della legge di gravitazione
universale
Saper calcolare il peso, nota la massa, e viceversa

Saper applicare la legge di gravitazione universale nella
risoluzione di semplici problemi
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CONOSCENZE
(Sapere)

Il lavoro fatto da una forza e da un sistema di
forze; il joule
COMPETENZE
(Saper fare)

Calcolo del lavoro fatto da una forza se l’angolo tra
forza e spostamento è 0°, 90°, 180°, 30°, 60°, 45°


Calcolo della potenza sviluppata da una forza
costante

Conversioni joule-kilowattora-caloria e watt-cavallo
vapore

Risoluzione di problemi di conversione di valori del
lavoro e della potenza da unità del S.I. ad altre unità e
viceversa

Nozione generale di energia; trasformazione e
conservazione

Al termine di questa unità didattica: interpretazione
dei
fenomeni
fisici
in
termini
di
trasformazione/conservazione dell’energia


Prerequisiti

CONTENUTI
La potenza; il watt

L’energia cinetica di un punto materiale
Dipendenza dell’energia cinetica di un punto
materiale dalla velocità e dalla massa: applicazioni al
problema dell’arresto d’un veicolo
Calcolo dell’energia cinetica di un punto materiale

Calcolo immediato della variazione dell’energia
cinetica raddoppiando, triplicando ecc. la massa e/o la
velocità

Risoluzione di problemi applicando il teorema
dell’energia cinetica
Il teorema dell’energia cinetica

L’energia potenziale gravitazionale terrestre in
approssimazione di campo uniforme

Risoluzione di problemi sul calcolo della differenza
d’energia potenziale nel caso gravitazionale terrestre
in approssimazione di campo uniforme

L’energia meccanica e la sua conservazione

Risoluzione di problemi di dinamica facendo uso
della conservazione dell’energia meccanica in luogo
della legge oraria



Conoscenza dei vettori e del calcolo vettoriale elementare
Conoscenza della cinematica del moto rettilineo uniforme e del moto uniformemente accelerato
Conoscenza dei tre principi della dinamica classica










Il lavoro e la sua unità di misura nel S.I.
La potenza e la sua unità di misura nel S.I.
Unità di misura del lavoro/dell’energia e della potenza non appartenenti al S.I.
Nozione generale di energia; sua trasformazione e conservazione
L’energia cinetica di un punto materiale
Il teorema dell’energia cinetica
Differenza d’energia potenziale
L’energia potenziale gravitazionale terrestre in approssimazione di campo uniforme
L’energia meccanica e la sua conservazione
Interpretazione dei fenomeni fisici in termini di trasformazione/conservazione dell’energia

Contenuti dell’unità formativa
OBIETTIVI
U.D.A. 1 - ENERGIA
Approfondimento
Cenni su massa ed energia nella teoria della relatività ristretta
Possibili attività sperimentali /multimediali



Il piano inclinato con attrito trascurabile: studio della trasformazione dell’energia da potenziale a cinetica
Verifica della conservazione dell’energia meccanica di un grave appeso a una molla
in nero obiettivi e contenuti minimi
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CONTENUTI
Prerequisiti
OBIETTIVI
U.D.A. 2 - TERMOLOGIA
CONOSCENZE
(Sapere)

Gli stati d’aggregazione della materia, l’agitazione
termica in essi; la temperatura
COMPETENZE
(Saper fare)

Interpretazione dei tre stati d’aggregazione della
materia in termini di moto degli atomi/delle molecole

L’equilibrio termico e la misura della temperatura;
scale termometriche Celsius e Kelvin; lo zero
assoluto

Risoluzione di problemi sulle scale termometriche
e sulla conversione tra esse

La dilatazione termica lineare e volumica; il
comportamento dell’acqua

Risoluzione di problemi sulla dilatazione termica
lineare e volumica; uso di manuali tecnici per la
conoscenza dei valori dei coefficienti di dilatazione

Energia in transito: il calore; il joule, la caloria

Interpretazione di fenomeni fisici in termini di
scambi energetici sotto forma di calore; risoluzione di
problemi sulla conversione tra joule e caloria

La capacità termica, il calore specifico, la legge
fondamentale della termologia

Risoluzione di semplici problemi sulla capacità
termica, sul calore specifico e sulla legge fondamentale
della termologia. Risoluzione di problemi più complessi

La propagazione del calore; conduzione,
convezione e irraggiamento

Risoluzione di semplici problemi di conduzione, di
convezione e d’irraggiamento del calore

Elementi di struttura della materia (atomi, molecole); energia in meccanica e sua conservazione.






Stati d’aggregazione della materia e agitazione termica
Temperatura e scale termometriche
Dilatazione termica lineare e volumica
Calore
Capacità termica, calore specifico, legge fondamentale della termologia
Propagazione del calore
Possibili attività sperimentali/multimediali


Misura del calore specifico di campioni solidi con un calorimetro
in nero obiettivi e contenuti minimi
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U.D.A. 3 - ELETTROSTATICA E CORRENTE CONTINUA
CONOSCENZE
(Sapere)
COMPETENZE
(Saper fare)
ELETTROSTATICA

Conoscere la natura elettrica della materia e i
fenomeni di elettrizzazione dei corpi

Saper riconoscere i vari tipi di elettrizzazione (in
laboratorio)

Conoscere il concetto di campo

Saper applicare la legge di Coulomb e saper
confrontare la forza di Coulomb con la forza di
Gravitazione Universale

Conoscere il concetto di campo elettrico

Saper disegnare i campi elettrici prodotti da
semplici distribuzioni di cariche

Conoscere il concetto di carica puntiforme e di
distribuzione continua di cariche

Saper calcolare il campo elettrico prodotto da
semplici distribuzioni di cariche

Conoscere il concetto di differenza di potenziale
ed energia potenziale elettrica

Saper ricavare la relazione tra campo elettrico e
d.d.p.
OBIETTIVI
Approfondimento

conoscere il concetto di potenziale elettrico

saper disegnare superfici equipotenziali

Conoscere il concetto di capacità elettrica.

saper risolvere semplici esercizi sui condensatori.
LA CORRENTE CONTINUA

Conoscere il concetto di corrente elettrica e
come funziona un circuito elettrico

Saper schematizzare e realizzare semplici circuiti
elettrici (laboratorio)

Conoscere la funzione del generatore e della
differenza di potenziale

Saper misurare la tensione e la corrente in circuiti
(utilizzo del multimetro)

Sapere qual è la relazione tra d.d.p. e intensità di
corrente


Sapere la differenza tra conduttori in serie e in
parallelo

Saper determinare la resistenza equivalente di un
circuito

Conoscere i fattori da cui dipende la resistenza
elettrica di un conduttore

Applicare la 2^ legge di Ohm

Conoscere gli effetti prodotti dalla corrente
elettrica

Saper applicare la legge di Joule
Saper applicare la 1^ legge di Ohm

Conoscere il concetto di potenza elettrica e di
energia elettrica
Prerequisiti
Approfondimento


Meccanismi che permettono il passaggio di corrente nei conduttori liquidi e gassosi
Conoscere le proprietà dei semiconduttori






Saper esprimere le misure in notazione esponenziale
Conoscere la forza di gravità
Conoscere e saper applicare l’algebra vettoriale
Conoscere il secondo e terzo principio della dinamica e le leggi del moto
Conoscere il concetto di lavoro di una forza
Possedere i concetti di campo e potenziale gravitazionale
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ELETTROSTATICA











L’elettrizzazione per strofinio, contatto e induzione
I conduttori e gli isolanti.
Le punte e la gabbia di Faraday
La carica elettrica
La legge di Coulomb
Il modello planetario dell’atomo
Il vettore campo elettrico
Il campo elettrico generato da una o più cariche puntiformi
Le linee del campo elettrico
L’energia potenziale elettrica
La differenza di potenziale


Il potenziale elettrico e le superfici equipotenziali
Il condensatore piano








L’intensità della corrente elettrica
I generatori di tensione
I circuiti elettrici
Le leggi di Ohm, le resistenze in serie e in parallelo
La forza elettromotrice
La trasformazione dell’energia elettrica: legge di Joule
Potenza ed energia elettrica
Accenno alla corrente nei liquidi e nei gas
CONTENUTI
Approfondimento
LA CORRENTE CONTINUA
Approfondimento



La corrente nei liquidi e gas
I semiconduttori
Scheda tecnica sull’impianto elettrico domestico
Possibili attività sperimentali/multimediali





Elettrizzazione per strofinio, per contatto e per induzione
Uilizzo dell’amperometro e del voltmetro
Realizzazioni di semplici circuiti in cc (lampadine in serie e in parallelo)
Le due leggi di Ohm
in nero obiettivi e contenuti minimi
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U.D.A. 4 - IL CAMPO MAGNETICO
CONOSCENZE
(Sapere)
COMPETENZE
(Saper fare)
IL CAMPO MAGNETICO
OBIETTIVI


Concetto di campo magnetico
Individuare direzione e verso del campo magnetico

Sapere individuare le sorgenti di un campo
magnetico

Calcolare l’intensità del campo magnetico in alcuni
casi particolari

Sapere in quale caso il campo magnetico esercita
una forza su un conduttore

Saper calcolare la forza su un conduttore percorso
da corrente


Stabilire la traiettoria di una carica in un campo
magnetico
Conoscere la forza di Lorentz
Approfondimento

Conoscere come avviene la trasformazione da
energia elettrica a energia meccanica: il motore
elettrico

Saper schematizzare il funzionamento di un
motore elettrico
CONTENUTI
IL CAMPO MAGNETICO







La forza magnetica
Le linee del campo magnetico
Forze tra magneti e correnti (qualitativo)
Forze tra correnti (qualitativo)
L’intensità del campo magnetico
La forza su una corrente e su una carica in moto
Il campo magnetico di un filo e in un solenoide

Il motore elettrico e l’elettromagnete
Approfondimento

in nero obiettivi e contenuti minimi
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CONOSCENZE
(Sapere)

Definizione e classificazione dei fenomeni
ondulatori
COMPETENZE
(Saper fare)

Riconoscere i fenomeni ondulatori, distinguendo
tra diversi tipi di onde

Rappresentazioni e parametri caratteristici delle
onde

Descrivere l'andamento spaziale e temporale di
un'onda

Fenomeni connessi con la propagazione e
l'interferenza delle onde

Riconoscere i fenomeni
propagazione delle onde

Le onde sonore :generazione e meccanismo di
propagazione

Caratteri distintivi di un suono

Eco, effetto Doppler e relative applicazioni


Conoscenza del concetto di velocità e delle leggi del moto rettilineo uniforme
Conoscenza del concetto di periodo e frequenza









Onde trasversali e onde longitudinali
Ampiezza, lunghezza d'onda, massimi e minimi, periodo e frequenza
Riflessione e rifrazione
Diffrazione
Fenomeni di interferenza
Intensità, ampiezza e timbro di un suono
Ultrasuoni
Eco
Effetto Doppler


Unità di misura dell'intensità sonora
Cenni sul Decibel

Approfondimento
Visualizzazione delle caratteristiche di un'onda meccanica
in nero obiettivi e contenuti minimi
con
la

Nel fenomeno dell'eco, calcolare la distanza della
superficie che riflette le onde sonore
Attività sperimentali/multimediali

connessi
Applicare in modo corretto le leggi che descrivono
l'andamento delle onde

Contenuti dell’unità formativa
CONTENUTI
Prerequisiti
OBIETTIVI
U.D.A. 5 - ONDE MECCANICHE E ACUSTICA
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U.D.A. 6 - LA LUCE E L' OTTICA GEOMETRICA
OBIETTIVI
CONOSCENZE
(Sapere)

Conoscere il significato di sorgente di luce
primaria e secondaria; la propagazione rettilinea della
luce

Conoscere il valore della velocità della luce

Conoscere le due leggi della riflessione

Saper disegnare il percorso di un raggio incidente
quando viene riflesso da una superficie piana

Conoscere la differenza fra immagine reale e
immagine virtuale

Saper costruire
specchio piano

Conoscere le principali caratteristiche di
specchio curvo ( concavo e convesso)

Saper costruire graficamente l’immagine riflessa
da uno specchio concavo e convesso
uno
l’immagine riflessa da uno

Conoscere il significato dell’equazione dei punti
coniugati

Saper risolvere semplici
l’equazione dei punti coniugati


Saper disegnare il percorso di un raggio di luce
che incontra la superficie di separazione di due mezzi
trasparenti
Conoscere le due leggi della rifrazione
problemi
mediante

Conoscere la differenza fra indice di rifrazione
assoluto e relativo

Conoscere il concetto di angolo limite e di
riflessione totale

Saper interpretare le principali iluusioni ottiche:
oggetti immersi in un liquido, la rifrazione atmosferica, il
miraggio

Conoscere
la differenza tra lenti sferiche
convergenti e divergenti



Conoscere il significato dell’equazione dei punti
coniugati e di ingrandimento

Saper risolvere semplici problemi mediante
l’equazione dei punti coniugati ; saper calcolare
l’ingrandimento

Conoscere il significato di potere diottrico di una
lente


Conoscere
strumenti ottici

Saper disegnare il percorso dei raggi nei principali
strumenti ottici

Prerequisiti
COMPETENZE
(Saper fare)

Saper distinguere una sorgente di luce primaria da
una sorgente secondaria



le
caratteristiche
dei
principali

Conoscere il significato di retta normale ad una superficie
Saper tracciare rette parallele e perpendicolari
Conoscere i concetti di base di geometria
Saper costruire graficamente l’immagine
formata da una lente convergente e divergente
Saper calcolare il potere diottrico di una lente
CONTENUTI
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
Approssimazione che sta alla base dell’ottica geometrica

Sorgente di luce primaria e secondaria.

La propagazione rettilinea della luce; velocità di propagazione

Oggetti trasparenti ed opachi ; ombra e penombra

La riflessione della luce: le due leggi della riflessione

La costruzione dell’immagine in uno specchio piano, concavo e convesso

Immagine reale e virtuale

La formula dei punti coniugati e l’ingrandimento

La rifrazione della luce: le due leggi

Indice di rifrazione assoluto e relativo

Indice di rifrazione e velocità di propagazione della luce

La riflessione totale e l’angolo limite

La rifrazione attraverso una lastra a facce piane e parallele e attraverso un prisma,prismi a riflessione totale

La costruzione dell’immagine nelle lenti convergenti e divergenti

La formula dei punti coniugati e l’ingrandimento

Il potere diottrico di una lente

I principali strumenti ottici: lente d’ingrandimento, microscopio , cannocchiale terrestre e astronomico,

L’occhio ed i suoi componenti principali

Il potere di accomodamento dell’occhio; i principali difetti dell’occhio: miopia, presbiopia e le relative
correzioni
Possibili attività sperimentali/multimediali

Rev. 06.10.15




Le due leggi della rifrazione
Riflessione totale e angolo limite
Lastre a facce piane e parallele, il prisma a riflessione totale
Formazione dell’immagine nelle lenti convergenti e divergenti

I principali difetti della vista
in nero obiettivi e contenuti minimi