PROGRAMMA DI FISICA
CLASSE V E
ANNO SCOLASTICO 2010/2011
La teoria vettoriale
Vettori e scalari. Somma di vettori. I vettori e le loro componenti. Addizione e
sottrazione di vettori. Prodotto di un vettore per uno scalare. Il prodotto scalare:
definizione e proprietà. Il prodotto vettoriale: definizione e proprietà.
La carica elettrica e la legge di Coulomb
Corpi elettrizzati e loro interazioni. L’elettrizzazione per strofinio. L’ipotesi di
Franklin: il segno della carica elettrica. I conduttori e gli isolanti. L’elettrizzazione
per contatto. La definizione operativa della carica elettrica: l’elettroscopio. La
carica elettrica e la sua unità di misura. La conservazione e la quantizzazione della
carica elettrica. La legge di Coulomb nel vuoto. Il principio di sovrapposizione
delle forze elettriche. L’esperimento di Coulomb: la bilancia di torsione e il
momento elastico della bilancia. La forza di Coulomb come grandezza vettoriale.
La forza di Coulomb nella materia: la costante dielettrica assoluta del mezzo.
L’elettrizzazione per induzione: l’elettroforo di Volta. La polarizzazione di un
dielettrico. Analogie e differenze tra forza elettrica e forza gravitazionale.
Il campo elettrico
La definizione di campo. Il vettore campo elettrico. Il campo elettrico di una carica
puntiforme. Il campo elettrico di più cariche puntiformi. Rappresentazione del
campo elettrico tramite le ‘linee di campo’. Il principio di sovrapposizione dei
vettori campi elettrici. Il flusso del campo elettrico e il vettore superficie. Il
teorema di Gauss: enunciato e dimostrazione. Il campo elettrico generata da una
distribuzione piana infinita di carica. Il campo elettrico generato da una
distribuzione lineare infinita di carica.
Il potenziale elettrico
L’analogia tra campo gravitazione e campo elettrico dal punto di vista energetico.
Definizione di forza conservativa. La forza di Coulomb è conservativa: calcolo del
lavoro compiuto dal campo elettrico uniforme su una carica di prova. Definizione
e calcolo del potenziale elettrostatico. Il lavoro e la differenza di potenziale. Lo
zero dell’energia potenziale. L’energia potenziale della forza di Coulomb.
L’energia potenziale di un sistema formato da più cariche. Proprietà del potenziale
elettrico. Rappresentazione grafica del potenziale elettrico con carica sorgente
positiva e carica sorgente negativa. Il moto spontaneo delle cariche elettriche. Le
superfici equipotenziali. Le proprietà geometriche delle superfici equipotenziali.
La deduzione del campo elettrico dal potenziale: direzione, verso e modulo di E.
La circuitazione del campo elettrico. Valore della circuitazione di E.
Fenomeni di elettrostatica
La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico. La
localizzazione e la concentrazione della carica. Il campo elettrico e il potenziale
elettrico in un conduttore all’equilibrio. Conduttore cavo e schermo elettrostatico:
il pozzo di Faraday. Il problema generale dell’elettrostatica. Il teorema di
Coulomb: definizione e dimostrazione. Definizione di raggio di curvatura. Effetto
delle punte: significato e dimostrazione. Punte e vento elettrico. Il concetto di
capacità elettrica per un conduttore isolato. Il potenziale di una sfera carica isolata.
La capacità di una sfera conduttrice isolata. Il condensatore. Il vettore campo
elettrico generato da un condensatore piano tra le armature e all’esterno. La
capacità di un condensatore piano. I condensatori in serie e in parallelo. Il concetto
di capacità equivalente. La capacità equivalente di due o più condensatori
collegati in serie o in parallelo
La corrente elettrica continua
La corrente elettrica. L’intensità della corrente elettrica. Il verso della corrente. La
corrente continua. I generatori di tensione ed analogia con la pompa idraulica.
I circuiti elettrici. La prima legge di Ohm. La curva caratteristica. I resistori in
serie e in parallelo. La resistenza equivalente. La resistenza equivalente di due o
più resistori collegati in serie o in parallelo. La seconda legge di Ohm. La
resistività.
Fenomeni magnetici fondamentali
Magneti naturali ed artificiali. Le forze tra i poli magnetici. Il campo magnetico
generato da magneti. Le linee del campo magnetico. Campo magnetico generato
da una corrente: l’esperimento di Oersted. L’intensità del campo magnetico.
Gli alunni
L’insegnante
