Liceo “G.B. Vico” Corsico
Programma svolto durante l’anno scolastico 2015-16
Classe:
Materia:
Insegnante:
Testo utilizzato:
3A
FISICA
Monica Chiappini
Caforio Ferilli “Fisica! Pensare l’Universo” vol 3 ed Le Monnier
Argomenti previsti
ARGOMENTO
Le leggi della dinamica
Grandezze scalari e grandezze vettoriali
Rappresentazione cartesiana dei vettori
Le leggi di Newton
Il punto materiale e il corpo rigido: moti ed equilibrio
Prodotto scalare e prodotto vettoriale tra vettori
NOTE
Sezione A
La dinamica newtoniana
Unità 1
Uno sguardo al moto
Il moto rettilineo uniforme
Il moto rettilineo uniformemente accelerato
Il moto in due e tre dimensioni
Il moto circolare
Il moto armonico e descrizione goniometrica del moto
Il pendolo
Unità 2
Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali
La legge di composizione classica di spostamenti, velocità
ed accelerazioni
Il principio di relatività classico
Le trasformazioni galileiane
Forze apparenti nei sistemi di riferimento non inerziali
Unità 3
L’energia meccanica
Ripasso del lavoro, dell’energia cinetica, dell’energia
potenziale, del principio di conservazione dell’energia
Sezione B
Principi di conservazione
Unità 4
La quantità di moto e gli urti
Quantità di moto e impulso
La conservazione della quantità di moto
Gli urti
Urti elastici
Unità 6
Momento angolare e corpi rigidi
Il momento angolare e la causa della sua variazione
Momento d’inerzia e momento angolare di un corpo
esteso ( cenni)
La conservazione del momento angolare
Unità 7
La gravitazione universale
Le orbite dei pianeti
Unità 8
pag. 1 di 6
La legge di gravitazione universale
Il campo gravitazionale
L’energia potenziale gravitazionale
Velocità, periodo ed energia di pianeti e satelliti
L’equilibrio dei solidi
I sistemi gassosi e le leggi dei gas
L’equazione di stato dei gas perfetti
Cenni al modello molecolare dei gas
Sezione C
TERMODINAMICA
Unità 9
Il primo principio della termodinamica
Il calore e l’equilibrio termico
La propagazione del calore
Sistemi e trasformazioni termodinamiche
Il lavoro termodinamico (no lavoro nelle isoterme)
Il primo principio: la conservazione dell’energia
Il primo principio e le trasformazioni adiabatiche
Unità 10
Il secondo principio della termodinamica e l’entropia
Le macchine termiche
Il secondo principio: il verso privilegiato delle
trasformazioni termodinamiche
Il teorema di Carnot e il rendimento massimo delle
macchine termiche
I frigoriferi: macchine termiche a ciclo invertito
Variazione di entropia e principio dell’aumento
dell’entropia
Unità 11
Corsico, 6 giugno 2016
I rappresentanti degli studenti
………………………………..
L’insegnante:
Monica Chiappini
…………………………….
………………………………..
N.B. - Questo testo, pubblicato su web senza firma, è
identico a quello firmato depositato in segreteria didattica
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Indicazioni per le prove di recupero di settembre
Argomenti fondamentali per la prova di recupero
ARGOMENTO
Le leggi della dinamica
Grandezze scalari e grandezze vettoriali
Rappresentazione cartesiana dei vettori
Le leggi di Newton
Il punto materiale e il corpo rigido: moti ed equilibrio
Prodotto scalare e prodotto vettoriale tra vettori
NOTE
Sezione A
La dinamica newtoniana
Unità 1
Uno sguardo al moto
Il moto rettilineo uniforme
Il moto rettilineo uniformemente accelerato
Il moto in due e tre dimensioni
Il moto circolare
Il moto armonico e descrizione goniometrica del moto
Il pendolo
Unità 2
Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali
La legge di composizione classica di spostamenti, velocità
ed accelerazioni
Il principio di relatività classico
Le trasformazioni galileiane
Forze apparenti nei sistemi di riferimento non inerziali
Unità 3
L’energia meccanica
Ripasso del lavoro, dell’energia cinetica, dell’energia
potenziale, del principio di conservazione dell’energia
Sezione B
Principi di conservazione
Unità 4
La quantità di moto e gli urti
Quantità di moto e impulso
La conservazione della quantità di moto
Gli urti
Urti elastici
Unità 6
Momento angolare e corpi rigidi
Il momento angolare e la causa della sua variazione
Momento d’inerzia e momento angolare di un corpo
esteso ( cenni)
La conservazione del momento angolare
Unità 7
La gravitazione universale
Le orbite dei pianeti
La legge di gravitazione universale
Il campo gravitazionale
L’energia potenziale gravitazionale
Velocità, periodo ed energia di pianeti e satelliti
Unità 8
L’equilibrio dei solidi
Sezione C
pag. 3 di 6
I sistemi gassosi e le leggi dei gas
L’equazione di stato dei gas perfetti
Cenni al modello molecolare dei gas
TERMODINAMICA
Unità 9
Il primo principio della termodinamica
Il calore e l’equilibrio termico
La propagazione del calore
Sistemi e trasformazioni termodinamiche
Il lavoro termodinamico (no lavoro nelle isoterme)
Il primo principio: la conservazione dell’energia
Il primo principio e le trasformazioni adiabatiche
Unità 10
Il secondo principio della termodinamica e l’entropia
Le macchine termiche
Il secondo principio: il verso privilegiato delle
trasformazioni termodinamiche
Il teorema di Carnot e il rendimento massimo delle
macchine termiche
I frigoriferi: macchine termiche a ciclo invertito
Variazione di entropia e principio dell’aumento
dell’entropia
Unità 11
Lavori consigliati per il recupero estivo
Studiare bene gli argomenti sopra elencati.
Svolgere il maggior numero possibile dei seguenti esercizi:
Esercizi (sez. A e B del libro di testo)
Pag. 28 e segg. n. 4, 17, 52, 53, 54, 55
Pag. 77 e segg. n. 29, 30, 34, 35, 37, 38, 39, 43, 44
Pag. 81 e segg. n. 65, 72, 98, 104.
Pag. 159 n. 28, pag. 161 n. 51
Pag. 217 e segg. n. 6, 7, 12, 15, 23, 32, 42, 45, 65, 66,
70, 74, 77, 78, 79, 80
Pag. 293 e segg. n. 10, 11, 15, 18, 21, 22, 28, 31, 34,
36, 43, 46, 50, 51, 57, 58
Pag. 342 e segg. n. 22, 23. Test pag. 349 n. 1, 3, 5, 9
Pag. 385 n. 38; pag. 387 n. 58; pag. 391 n. 1, 5, 6
Pag. 419 n. 6, 15.
RIFERIMENTI
Unità 1: operazioni
coi vettori
Unità 2: moti
curvilinei
Unità 4 (solo per la
molla)
Unità 6 : la quantità
di moto e gli urti
Unità 8 : gravitazione
universale
Unità 9 : i gas e la
teoria cinetica.
Unità 10: primo
principio della
termodinamica
Unità 11: secondo
principio della
termodinamica
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Esempi di prove di recupero
1) Un pallone sonda meteorologico di forma sferica contiene elio alla pressione di 120kPa e alla
temperatura di 293K. Il diametro del pallone è di 3,65m. Quando il pallone sale la pressione si
riduce a 63kPa mentre la temperatura scende a 253K. Qual è la variazione di volume percentuale
del pallone?
2) Due moli di gas perfetto subiscono la trasformazione ABC mostrata in figura. Durante la
trasformazione AB il gas, inizialmente alla temperatura di 300K viene scaldato a volume
costante in modo che la sua pressione aumenti; successivamente è dilatato sino al punto C.
Calcola : a) la temperatura in B; b) la pressione e la temperatura finale del gas allo stato C;
c) il lavoro totale compiuto dal sistema.
3) Un contenitore di forma cilindrica con una base mobile di sezione S=150cm2, racchiude un
gas alla pressione di 1,00 atm. Il gas riceve una quantità di calore di 480 cal e si espande a
pressione costante per un tratto di 25,0cm. Calcola la variazione di energia interna del gas.
4) Trascurando l’attrito con l’aria, ricava l’equazione della gittata di un proiettile che si muove
con velocità iniziale obliqua. Motiva adeguatamente le formule.
5) Quale relazione sussiste tra il moto circolare uniforme e il moto armonico? Ricava
l’equazione del moto armonico che descrive la velocità in funzione del tempo e
rappresentala graficamente.
6) Una pallina rotola oltre il bordo di un tavolo alto 80 cm con una velocità di modulo v0 e
tocca a terra a una distanza di 1,6 m dalla verticale passante per il bordo del tavolo.
Quanto tempo impiega la pallina a toccare terra? Qual è la velocità iniziale della pallina?
Disegna la traiettoria.
7) Una molla di costante elastica 25N/m è compressa di 10 cm. Contro di essa è appoggiato
un corpo di massa 100 g. Il coefficiente di attrito dinamico tra il corpo e il piano su cui è
poggiato è uguale a 0,2. A un certo istante la molla viene lasciata libera di allungarsi.
Calcola quanto spazio percorre il corpo lungo il piano, dopo aver lasciato la molla, prima di
fermarsi.
8) Un ragazzo esercita una forza di 11,0 N, inclinata di 29,0° sopra l’orizzontale, su una slitta di
6,4 kg. Calcola :a) il lavoro compiuto dal ragazzo per spostare la slitta di 2,00 m; b) la
velocità finale della slitta dopo 2,00 m, sapendo che il modulo della sua velocità iniziale è
0,500 m/s e che essa scivola orizzontalmente senza attrito.
9) Dopo aver definito il momento angolare spiega in quali casi si conserva. Fai degli esempi
10) Durante una nevicata, i fiocchi di neve cadono con velocità costante di 10 m/s in direzione
verticale. Quale angolo di caduta, relativamente alla verticale, osserva un’automobilista
che viaggia alla velocità costante di 60 km/h su una strada rettilinea in pianura? Calcola la
velocità dei fiocchi rispetto al finestrino e rappresenta i vettori velocità.
11) Un uomo, con uno spago che può sopportare una tensione di 160 N, regge un corpo di 12
kg ed entra in ascensore. Quando l’ascensore comincia a salire, lo spago si rompe. Qual è
stata la minima accelerazione dell’ascensore?
12) Una macchina termica compie cinque cicli al secondo ed eroga una potenza pari a 1,6 kW.
In ogni ciclo, il lavoro prodotto è il 38% del valore dell’energia ceduta alla sorgente fredda.
Calcola il calore assorbito in ogni ciclo.
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13) Una biglia urta un’altra biglia uguale ferma. Dopo l’urto, le due biglie viaggiano entrambe
con velocità di 1,5 m/s, nella stessa direzione e verso della biglia incidente. Qual era la sua
velocità iniziale?
14) Calcola la velocità di una proiettile che colpisce un pendolo balistico sapendo che la sua
massa è 100g, la massa del pendolo è 5,0 kg, la lunghezza del filo è 1,2m e l’angolo di cui si
solleva il pendolo dopo essere stato raggiunto dal proiettile è 40°.
15) Una macchina lavora con un fluido costituito da una mole di gas perfetto monoatomico. Il
ciclo inizia con p1= 1 atm e V1= 24,6 l. Il gas viene riscaldato a volume costante fino a p 2= 2
atm. Esso poi si espande a pressione costante fino a V2= 49,2 l. Durante queste due fasi
viene assorbito calore. Il gas viene poi raffreddato a volume costante finché la sua
pressione non è di nuovo 1 atmosfera, poi viene compresso a pressione costante fino al
suo stato iniziale. Durante queste ultime due fasi viene ceduto calore.
a) Si rappresenti questo ciclo su un diagramma pV.
Si trovino: b) il lavoro compiuto, c) il calore assorbito, d) il calore ceduto, durante
ogni ciclo.
e) Si trovi il rendimento della macchina termica.
Compiti estivi per tutti:
Leggere: Carlo Rovelli Sette brevi lezioni di fisica Adelphi
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