Programma svolto as 2015/2016 Classe: 3E Docente

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Programma svolto a.s. 2015/2016
Classe: 3E
Docente: Daniela Fadda
Materia: fisica
Dettagli programma
Cinematica e dinamica:
 moto rettilineo uniforme (ripasso);
 moto uniformemente accelerato (ripasso);
 moto di caduta libera (ripasso);
 principi della dinamica e piano inclinato (ripasso ed approfondimento);
 piano inclinato in presenza di una forza di attrito dinamico e con le funzioni
seno e coseno per la scomposizione della forza peso (approfondimento).
Cinematica e dinamica, argomenti nuovi
Il moto parabolico:
 simultaneità ed indipendenza dei due moti;
 legge oraria nel caso generale;
 equazione della traiettoria nel caso generale;
 casi particolari: moto parabolico ad angolo nullo;
 moto parabolico ad angolo obliquo;
 tempo di salita;
 calcolo della massima quota;
 gittata.
Il moto circolare uniforme:
 definizione di moto circolare uniforme;
 definizione di moto periodico;
 periodo e frequenza di un moto periodico e relative unità di misura;
 periodo e frequenza nel moto circolare uniforme e relative unità di misura;
 velocità ed accelerazione nel moto circolare uniforme in modulo direzione e
verso;
 l’accelerazione centripeta è diretta verso il centro: dimostrazione utilizzando la
differenza tra due vettori;
 definizione di radiante;
 misura di un angolo in radianti;
 conversione da radianti a gradi sessagesimali e viceversa;
 definizione di velocità angolare;
 relazione tra la velocità lineare e la velocità angolare;
 relazione tra l’accelerazione centripeta e la velocità angolare.
 forza centripeta;
 la forza centripeta può modificare solo il modulo della velocità;
 moto circolare non uniforme;
 la forza centrifuga ed i sistemi di riferimento non inerziali.
Il moto armonico:
 definizione di moto armonico come proiezione di un moto circolare uniforme;
 legge oraria del moto armonico (ricavata tramite la definizione di coseno di un
angolo e di velocità angolare);
 diagramma orario (grafico spazio-tempo);
 velocità ed accelerazione come proiezione di velocità ed accelerazione nel
moto circolare uniforme;
 posizioni in cui la velocità e l’accelerazione sono nulle ed in cui sono massime;
 legame tra l’accelerazione e la posizione con dimostrazione;
 moto armonico di un blocco attaccato ad una molla, pulsazione e periodo;
 il pendolo semplice, il periodo e la legge dell’isocronismo.
Il lavoro e l’energia
 definizione di prodotto scalare;
 prodotto scalare positivo, negativo e nullo;
 definizione di lavoro, casi in cui il lavoro è positivo, negativo o nullo;
 lavoro di una forza costante parallela allo spostamento: interpretazione
geometrica come area sotto il grafico;
 lavoro di una forza variabile sempre parallela allo spostamento;
 la potenza media;
 la potenza istantanea ed il suo legame con la velocità;
 definizione di energia cinetica;
 teorema dell’energia cinetica;
 definizione di forza conservativa;
 dimostrazione: la forza peso è conservativa;
 l’attrito come forza non conservativa;
 l’energia potenziale definizione generale;
 la differenza di energia potenziale tra due punti (iniziale e finale);
 variazione di energia potenziale;
 energia potenziale di un sistema in un punto (stato) P;
 energia potenziale gravitazionale esempi esplicativi;
 energia potenziale gravitazionale di un oggetto;
 energia potenziale elastica con dimostrazione;
 definizione dell’energia meccanica;
 conservazione dell’energia meccanica con dimostrazione;
 il lavoro è energia in transito;
 esempi di conversione tra due forme di energia: potenziale gravitazionale e
cinetica (scivolo, cascata, piano inclinato e pendolo);
 teorema-lavoro energia con dimostrazione;
 conservazione dell’energia totale.
La quantità di moto:
 definizione di quantità di moto;
 impulso di una forza;
 teorema dell’impulso con dimostrazione;
 impulso di una forza variabile;
 minimizzare e massimizzare la forza d’urto;
 conservazione della quantità di moto: risultati degli esperimenti virtuali con i
carrelli al variare di massa e velocità;
 principio di conservazione della quantità di moto con dimostrazione.
Gli urti:
 la quantità di moto negli urti;
 perché la quantità di moto negli urti si conserva;
 urti unidimensionali;
 urto elastico;
 urto elastico: caso generale;
 urto elastico: proiettile contro bersaglio fisso;
 urto elastico: casi particolari;
 urto completamente anelastico;
 urto completamente anelastico: casi particolari.
Il centro di massa:
 coordinate del centro di massa;
 centro di massa di un sistema fisico (oggetto esteso) isolato;
 centro di massa di un sistema fisico non isolato;
 definizione di centro di massa;
 applicazione pratica: salto in alto con tecnica Fosbury.
Il momento angolare:
 definizione di prodotto vettoriale;
 modulo, direzione e verso del prodotto vettoriale;
 regola della mano destra;
 significato geometrico del prodotto vettoriale;
 il prodotto vettoriale è anticommutativo;
 definizione di momento meccanico di una forza;
 momento meccanico di una coppia di forze;
 definizione di momento angolare;
 momento angolare nel moto circolare uniforme;
 momento angolare di un sistema di punti materiali;
 definizione di corpo rigido;
 momento angolare di un corpo rigido;
 legge di variazione del momento angolare;
 principio di conservazione del momento angolare;
 applicazioni del principio di conservazione del momento angolare: stabilità di
una bicicletta in movimento;
 conservazione del momento angolare nel moto circolare uniforme;
 energia cinetica rotazionale (con dimostrazione);
 momento di inerzia;
 momento di inerzia di un sistema di corpi puntiformi;
 momento di inerzia di un oggetto esteso;
 momento angolare per un oggetto esteso: legame con il momento di inerzia e la
velocità angolare (analogo rotazionale della quantità di moto totale di un
oggetto esteso);
 ulteriori applicazioni della conservazione del momento angolare: esperimento
con lo sgabello e la ruota; trottole nel pattinaggio artistico;
 analogo rotazionale della seconda legge di Newton (con dimostrazione).
Testo di rifermento: L’Amaldi per i licei scientifici.blu - vol. 1
Autore: Ugo Amaldi
Editore: Zanichelli
Slide in formato Power Point preparate dal docente e rese disponibili agli studenti
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