ITI e Licei - Istituto di Istruzione Superiore Evangelista Torricelli
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ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Anno scolastico 2016-2017 Materia 1) Scienze integrate :FISICA (ITI) 2) FISICA (LSA e LSAM e LSS) Coordinatore Prof.ssa Silvia Croci A. MEMBRI DEL COORDINAMENTO DI MATERIA NOMINATIVO DEI DOCENTI CLASSE/I 1. Prof.ssa Silvia Croci IA LSA- IIA LSA- IIIA LSA- IVA LSA- VA LSA -I C LSAM- IV C LSAM 2. Prof.ssa Francesca De Filippo IA LSS –II A LSS – III A LSS-– VC LSAM - III D LSAM - IVD LSAM - VD LSAM 3. Prof. Egidio Mazzei IB LSA- IIB LSA- IIIB LSA- IVB LSA- VB LSA- IIC LSAM-III C LSAM 4. Prof. Massimo Nicoletti IB ITI- IIB ITI- IC ITI- IIC ITI- ID ITI- IID ITI 5. Prof. Giuseppe Trifilio (ITP) IA ITI- IIA ITI- IB ITI- IIB ITI-IC ITI- IIC ITI- I D ITI - IID ITI 6. Prof. IA ITI- II A ITI - ID LSAM-II D LSAM ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 B. PERCORSO DI APPRENDIMENTO COMUNE PER CLASSI OMOGENEE Classe I Istituto Tecnico Industriale (ITI) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. La misura delle grandezze fisiche 30 I 2 1 2. Le forze e l’equilibrio 23 I-II 1 1 3. Cinematica 20 II 1 1 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 20 I-II 5. Destinate all’attività del Consiglio di classe 6 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 La misura delle grandezze fisiche CONTENUTI OBIETTIVI Conoscenze 1. Il metodo sperimentale Abilità Conosce: È in grado di: campo di indagine della fisica applicare durante l’anno tale metodo alle differenti esperienze prima in maniera guidata, poi le principali fasi del metodo sperimentale, come questo sia nato e autonomamente (in semplici esperienze) come questo differisca dai metodi precedenti 2. La sicurezza in laboratorio di fisica Conosce: È in grado di: i principali pericoli e le norme di sicurezza da applicare in un comprendere criticamente i segnali di pericolo su laboratorio di fisica strumentazioni e in laboratorio durante l’anno dovrà mostrare di saper applicare tali norme di sicurezza durante le differenti esperienze 3. Svolgere una relazione Conosce: È in grado di: lo schema da utilizzare in una relazione di laboratorio eseguire lo relazione secondo schema fornito in semplici esperienze prima in maniera guidata poi autonomamente, inserendo schemi, grafici e tabelle tradurre le misure prese in grafici e tabelle 4. Prime grandezze fisiche e criteri per Conosce: È in grado di: la loro misura la definizione di grandezza utilizzare la notazione scientifica la definizione di misura, misurare e unità di misura scrivere un numero in notazione scientifica il metodo di misura diretto e indiretto di una grandezza fisica passare dalla notazione scientifica a quella estesa e viceversa la definizione di grandezze fondamentali e derivate stimare l’ordine di grandezza di un numero la definizione di grandezze omogenee e non omogenee e loro proprietà eseguire equivalenze con e senza potenze analisi dimensionale delle grandezze fisiche eseguire equivalenze in presenza di operazioni tra unità di misura che cosa sono le notazioni esponenziale-scientifica ed estesa di un numero e/o misura e i metodi per passare dall’una all’altra stimare la sensibilità, la portata, il fondo scala e la prontezza di uno strumento la definizione di ordine di grandezza di un numero e/o misura e il metodo per determinarlo confrontare strumenti differenti come precisione e prontezza il sistema internazionale di unità di misura ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 i multipli e sottomultipli delle unità di misura (da G a f) metodo/i per effettuare le equivalenze metodo/i per effettuare le equivalenze in presenza di operazioni tra unità di misura le principali caratteristiche di uno strumento di misura (sensibilità, portata, prontezza, precisione) come si definiscono e come si misurano lunghezza, intervallo di tempo, superfici e volumi e loro unità di misura la differenza tra il risultato di una misura (diretta e/o indiretta) e il valor vero di una grandezza: perché la misura non può essere mai rappresentata da un numero esatto e come definire la misura di una grandezza significato dell’errore assoluto, relativo e percentuale di una misura la definizione e come si valutano il valor medio, il risultato, l’errore assoluto, relativo e percentuale nelle misure dirette come esprimere il risultato ottenuto da una singola misura: errore di sensibilità propagazione degli errori * la definizione di cifre significative di una misura diretta ed indiretta e metodo per determinarle come si approssimano le misure e/o numeri individuare fra diverse misure quella più precisa applicare la teoria degli errori nel caso di misure dirette in presenza di un set di misure applicare la teoria degli errori nel caso di una singola misura diretta applicare la teoria degli errori nel caso delle misure indirette (propagazione degli errori)* riconoscere se due grandezze sono omogenee riconoscere se una grandezza è fondamentale o derivata, ricavandone anche l’unità di misura determinare le cifre significative di una misura diretta o indiretta eseguire le approssimazioni per eccesso e difetto verificare se una formula è scritta correttamente tramite l’uso dell’analisi dimensionale Esperienze: misura diretta di tempo e/o lunghezze e/o ecc. e applicazione della teoria degli errori misura diretta di volumi 5. Massa, densità e relazioni tra Conosce: È in grado di: grandezze fisiche la definizione di grandezza massa, le sue unità di misura, i metodi di misurare la massa di un corpo utilizzando bilance e misura stimare i relativi errori la definizione di grandezza densità assoluta e sue unità di misura, la calcolare e misurare la densità assoluta di un corpo relazione per calcolarla e stimare i relativi errori una prima distinzione tra peso, massa, densità rappresentare una serie di valori su un asse cartesiano il principio di conservazione della massa rappresentare delle coppie ordinate di valori nel le grandezze direttamente proporzionali: definizione di tale relazione piano cartesiano e sue principali proprietà ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 la rappresentazione grafica della relazione direttamente proporzionale fra grandezze le grandezze inversamente proporzionali: definizione di tale relazione e sue principali proprietà la rappresentazione grafica della relazione inversamente proporzionale fra grandezze la relazione lineare tra grandezze: definizione di tale relazione e sue principali proprietà la rappresentazione grafica della relazione lineare fra grandezze la relazione quadratica tra grandezze: definizione di tale relazione e sue principali proprietà la rappresentazione grafica della relazione quadratica fra grandezze impatto delle incertezze sperimentali nei grafici sperimentali* Esperienze: misura diretta di una massa misura della densità di un solido proporzionalità diretta (dimostrativa) proporzionalità inversa (dimostrativa) tradurre una relazione tra due grandezze in tabella rappresentare una tabella con un grafico risolvere problemi sulla massa, il peso, la densità assoluta riconoscere la relazione che intercorre tra due grandezze (nel caso di proporzionalità diretta e inversa) e scrivere e rappresentare graficamente tale relazione riconoscere la relazione che intercorre tra due grandezze (di relazione lineare e di relazione quadratica) e scrivere e rappresentare graficamente tale relazione tracciare un grafico in presenza di incertezze sperimentali * ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Le forze e l’equilibrio CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Grandezze vettoriali e statica Abilità Conosce: È in grado di: definizione di forza e gli effetti che produce riconoscere i tipi di forza che intervengono in semplici fenomeni definizione di grandezze vettoriali e vettori, di grandezze scalari e scalari tracciare un vettore di proprietà note operazioni sui vettori: somma e sottrazione di due vettori, moltiplica eseguire operazioni tra vettori: sommare, sottrarre di un vettore per uno scalare, scomposizione di un vettore due vettori, scomporre un vettore, moltiplicare un vettore per uno scalare operazioni su vettori paralleli: somma, sottrazione eseguire operazioni su vettori paralleli: somma e forza elastica: definizione e proprietà della legge di Hooke sottrazione di due vettore dinamometro: che cos’è e come funziona determinare il peso di un corpo di massa nota e forza peso: definizione, cause e relazione massa-peso viceversa la massa di un corpo di peso noto forze di attrito: definizione, tipi di attrito (radente statico e dinamico, applicare la legge di Hooke, rappresentare volvente e di mezzo) graficamente il comportamento elastico di una attrito radente statico e dinamico: proprietà molla e determinare la costante elastica di una attrito volvente e di mezzo: proprietà* molla la definizione e le proprietà dei vincoli e delle reazione vincolare costruire e/o tarare un dinamometro piano inclinato: relazione per trovare la componente parallela e misurare una forza tramite un dinamometro perpendicolare del peso* evidenziare il tipo di attrito in semplici fenomeni definizione di punto materiale e corpo rigido determinare e stimare l’attrito radente in problemi la condizione di equilibrio di un punto materiale teorici e sperimentali la definizione di momento di una forza e di una coppia di forze determinare e stimare l’attrito volvente e di mezzo le condizioni di equilibrio di un corpo rigido sospeso e appoggiato in problemi teorici e sperimentali* il significato di baricentro e come trovare il baricentro verificare sperimentalmente la relazione del piano tipi di equilibrio inclinato* misurare il momento di forze in semplici casi Esperienze: determinare sperimentalmente il baricentro di un regola del parallelogramma: somma di forze ed equilibrio di un punto corpo* materiale verificare sperimentalmente le condizioni di legge di Hooke e taratura di un dinamometro: determinazione della equilibrio di un punto materiale ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 costante elastica di una molla e sua curva caratteristica riconoscere i tipi di equilibrio misura di forze con un dinamometro e determinazione della massa di risolvere problemi sulle forze e di statica un corpo utilizzando il dinamometro piano inclinato* equilibrio di un corpo rigido: leve di I genere studio della forza di attrito* Conosce: È in grado di: la definizione di pressione e le sue unità di misura risolvere problemi sulla pressione (solidi e fluidi) le differenze tra pressione e forza risolvere problemi sui fluidi utilizzando i principi noti la definizione di fluidi risolvere equivalenze relative alla pressione e ai l’enunciato del principio di Pascal fluidi l’enunciato del principio di Stevino riconoscere l’attuazione e l’importanza del principi di funzionamento dei vasi comunicanti * principio di Pascal in alcuni semplici esperimenti* la definizione del principio di Archimede applicare sperimentalmente la legge di Stevino nei spinta di Archimede: perché e in quali condizioni un corpo galleggia vasi comunicanti* pressione atmosferica: quanto vale, perché esiste, metodi e strumenti misurare la pressione esercitata da una colonna di di misura, unità di misura* liquido* esperimento di Torricelli* misurare la spinta di Archimede in semplici casi determinare a priori se un corpo galleggerà oppure Esperienze: no (utilizzando le densità)* apparecchio di Pellat: pressostato (dimostrativa)* misurare la densità di un liquido con vari metodi principi di Pascal e Stevino (dimostrativa) * sperimentali (densimetri, vasi comunicanti)* vasi comunicanti e capillari con un solo liquido (dimostrativa) * misurare la densità di un liquido utilizzando il pressione atmosferica esperienze dimostrative con pompa a vuoto principio di Archimede* (palloncino, legge Archimede, sfere di Magdeburgo) (dimostrativa) * 2. Pressione e fluidostatica spinta di Archimede ed equilibrio di un oggetto in un liquido misura della densità di un liquido usando i vasi comunicanti* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Cinematica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Cinematica Abilità Conosce: È in grado di: definizione di punto materiale, il sistema di riferimento riconoscere se un moto è uniforme o uniformemente accelerato dal grafico spazio definizione di legge oraria e di traiettoria e loro differenza tempo, dal grafico velocità-tempo e dal grafico la definizione di velocità media e di accelerazione media accelerazione tempo la definizione di velocità media ed istantanea, di accelerazione trasformare l’unità di misura della velocità e media ed istantanea nel moto vario e loro unità di misura dell’accelerazione la definizione di moto rettilineo uniforme e di moto uniformemente risolvere problemi sulla velocità media e accelerato sull’accelerazione media nei moti vari la legge oraria, la definizione di velocità e di accelerazione del moto risolvere problemi sul moto rettilineo uniforme e rettilineo uniforme, loro proprietà e grafici uniformemente accelerato la legge oraria, la legge della velocità, la definizione di velocità e costruire il grafico posizione-tempo, velocitàaccelerazione del moto uniformemente accelerato, loro proprietà e tempo e accelerazione-tempo di un moto a partire grafici da una tabella di dati noti o misurati posizione, spostamento, velocità e accelerazione sono vettori trovare sperimentalmente il valore moto circolare uniforme: la definizione, sue principali grandezze dell’accelerazione di gravità * caratteristiche (periodo, frequenza, velocità angolare), relazioni che risolvere problemi sul moto circolare uniforme* le legano e loro unità di misura* accelerazione di gravità: definizione e proprietà Esperienze: moto uniforme moto uniformemente accelerato* determinazione dell’accelerazione di gravità* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe II Istituto Tecnico Industriale (ITI) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1.Cinematica, dinamica, energia e grandezze che si conservano durante il moto 33 I 2 1 2. Termologia 15 I-II 1 1 3. Elettricità e magnetismo 25 II 1 1 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 20 I-II 5.Destinate all’attività del Consiglio di classe 6 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1Cinematica, dinamica, energia e grandezze che si conservano durante il moto CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze Abilità 1. Cinematica (da completare per le Conosce: È in grado di: classi che non lo avessero svolto in I definizione di punto materiale, il sistema di riferimento riconoscere se un moto è uniforme o ITI) uniformemente accelerato dal grafico spazio definizione di legge oraria e di traiettoria e loro differenza tempo, dal grafico velocità-tempo e dal grafico la definizione di velocità media e di accelerazione media accelerazione tempo la definizione di velocità media ed istantanea, di accelerazione trasformare l’unità di misura della velocità e media ed istantanea nel moto vario e loro unità di misura dell’accelerazione la definizione di moto rettilineo uniforme e di moto uniformemente risolvere problemi sulla velocità media e accelerato sull’accelerazione media nei moti vari la legge oraria, la definizione di velocità e di accelerazione del moto risolvere problemi sul moto rettilineo uniforme e rettilineo uniforme, loro proprietà e grafici uniformemente accelerato la legge oraria, la legge della velocità, la definizione di velocità e costruire il grafico spazio-tempo, velocità-tempo e accelerazione del moto uniformemente accelerato, loro proprietà e accelerazione-tempo di un moto a partire da una grafici tabella di dati noti o misurati posizione, spostamento, velocità e accelerazione sono vettori trovare sperimentalmente il valore moto circolare uniforme: la definizione, sue principali grandezze dell’accelerazione di gravità * caratteristiche (periodo, frequenza, velocità angolare), relazioni che risolvere problemi sul moto circolare uniforme* le legano e loro unità di misura* accelerazione di gravità: definizione e proprietà 2. Dinamica Esperienze: moto uniforme* moto uniformemente accelerato determinazione dell’accelerazione di gravità* Conosce: È in grado di: i tre principi della dinamica: principio di inerzia, secondo principio e evidenziare i tre principi della dinamica nella vita principio di azione-reazione di tutti i giorni unità di misura della forza utilizzando il secondo principio della risolvere problemi di dinamica monodimensionale dinamica dimostrare la relazione tra forza gravitazionale e definizione di massa inerziale* peso* 3. Lavoro potenza 4. Energia ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 la legge di gravitazione universale relazione tra forza peso e legge di gravitazione universale differenza e relazione tra massa inerziale e gravitazionale * esempi di applicazione dei principi della dinamica (monodimensionale): caduta libera dei gravi esempi di applicazione dei principi della dinamica (monodimensionale): piano inclinato* forza di attrito: effetti sul moto sistemi inerziali e non inerziali: definizione e proprietà* esempi di moti in sistemi inerziali e non inerziali* definizione di forze reali e apparenti e loro proprietà* differenza tra forza reale e apparenti* esempio di forza apparente e reale: forza centripeta e centrifuga* verificare sperimentalmente il secondo principio della dinamica distinguere i sistemi inerziali dai sistemi non inerziali distinguere una forza reale da una apparente Esperienze: secondo principio della dinamica: forza variabile e massa costante e/o forza costante e massa varabile Conosce: È in grado di: definizione di lavoro sue unità di misura risolvere problemi sul lavoro e la potenza relazioni per esprimere il lavoro compiuto da una forza parallela allo risolvere equivalenze relative lavoro, alla potenza spostamento lavoro resistente e lavoro motore: definizione e proprietà definizione di potenza e sue unità di misura la relazione e le differenze che intercorrono tra lavoro e potenza lavoro più forze, forze non parallele rendimento* Esperienze: / Conosce: È in grado di: definizione di energia e sue unità di misura risolvere equivalenze relative all’energia alcuni esempi di energia: energia cinetica, potenziale gravitazionale, descrivere trasformazioni di energia da una forma … a un’altra in semplici casi relazione tra lavoro ed energia: il lavoro è energia in transito risolvere problemi utilizzando il principio di ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 che l’energia si trasforma definizione di sistemi isolati e principio di conservazione dell’energia in sistemi isolati e non definizione di energia cinetica e potenziale e loro proprietà teorema dell’energia cinetica principio di conservazione dell’energia meccanica esempi dell’utilizzo del principio di conservazione dell’energia meccanica nella risoluzione dei problemi esempi dell’utilizzo della relazione lavoro-variazione di energia meccanica nella risoluzione dei problemi* conservazione dell’energia meccanica e il teorema dell’energia cinetica risolvere problemi utilizzando la relazione tra lavoro ed variazione di energia meccanica* Esperienze: conservazione energia meccanica di un corpo: caduta di un grave (dimostrativa)* Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Termologia CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Temperatura, calore ed equilibrio termico Abilità Conosce: È in grado di : definizione operativa di temperatura e sue unità di misura (scala costruirsi un semplice termometro Celsius, Kelvin e Fahrenheit) misurare la temperatura di un solido e/o liquido come costruire un termometro verificare se due corpi sono in equilibrio termico il calore: che cos’è e sue unità di misura portare due corpi all’equilibrio termico e l’esperimento di Joule: equivalente meccanico della caloria determinare la temperatura di equilibrio equilibrio termico: definizione di equilibrio termico e di temperatura misurare il coefficiente di dilatazione volumica di di equilibrio e loro proprietà un liquido* interpretazione microscopica del calore e della temperatura* misurare il coefficiente di dilatazione lineare di un solido gli effetti del calore sulle dimensioni di un solido, di un liquido e di un gas: analogie e differenze eseguire problemi relativi alla dilatazione di solidi le leggi della dilatazione termica lineare, superficiale e volumica di eseguire problemi relativi alla dilatazione di liquidi 2. Calore e passaggi di stato 3. Meccanismi di propagazione del calore ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 un corpo la legge della dilatazione termica volumica di un liquido la dilatazione dell’acqua: anomalie e conseguenze* capacità termica: definizione, unità di misura e proprietà calore specifico: definizione, unità di misura e proprietà la differenza tra calore specifico di un corpo e capacità termica il calorimetro delle mescolanze: cos’è, come funziona, l’equivalente in acqua del calorimetro determinare sperimentalmente la capacità termica di un corpo determinare sperimentalmente il calore specifico di un materiale determinare sperimentalmente l’equivalente in acqua di un calorimetro* determinare sperimentalmente l’equivalente meccanico della caloria* eseguire problemi relativi alla temperatura, all’equilibrio termico, al calore, alla capacità termica e al calore specifico eseguire le equivalenze tra le unità di misura della temperatura, tra quelle del calore, tra quelle della capacità termica, tra quelle del calore specifico Esperienze: termometri dilatazione lineare di una sbarra: determinazione del coefficiente di dilatazione lineare misura dell’equivalente in acqua di un calorimetro* determinazione della temperatura di equilibrio tra due sostanze a temperatura differente utilizzando il calorimetro* determinazione della capacità di un solido utilizzando il calorimetro delle mescolanze determinazione del calore specifico di un materiale utilizzando il calorimetro delle mescolanze Conosce: È in grado di : che cos’è un passaggio di stato sia a livello microscopico che dire quale passaggio di stato si sta attuando macroscopico e quando avviene un passaggio di stato verificare sperimentalmente che la temperatura i differenti passaggi di stato rimane costante durante un passaggio di stato* le principali proprietà dei passaggi di stato interpretare un grafico temperatura corpo-calore ove sia presente un passaggio di stato la differenza tra ebollizione ed evaporazione* eseguire problemi relativi ai passaggi di stato la definizione di calore latente di un passaggio di stato, sue proprietà e sue unità di misura eseguire le equivalenze tra le unità di misura del calore latente Esperienze: / Conosce: È in grado di : meccanismi di propagazione del calore: definizione di conduzione, fornire esempi di applicazioni di irraggiamento, convezione e irraggiamento e loro proprietà conduzione, convezione e riconoscere se si è in presenza di conduzione, convezione, spiegazione microscopica della conduzione e della convezione* 4. Il comportamento dei gas* (approfondimento facoltativo) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 irraggiamento* Esperienze: / Conosce: È in grado di : la differenza tra gas ideali e reali tracciare e/o interpretare i grafici delle trasformazioni isocore, isobare e isoterme le grandezze di stato dei gas: pressione, volume e temperatura osservare e distinguere semplici trasformazioni le trasformazioni isobare (legge di Volta e Gay Lussac) e loro isocore, isobare e isoterme proprietà risolvere problemi sui gas le trasformazioni isocore (legge di Charles) e loro proprietà utilizzare un manometro le trasformazioni isoterme (legge di Boyle) e loro proprietà spiegazione dello zero assoluto della scala Kelvin legge generale dei gas per i gas ideali Esperienze: presentazione dei manometri Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Elettricità e magnetismo CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Elettrostatica Abilità Conosce: È in grado di: le cariche elettriche e le loro proprietà riconoscere se si è in presenza di corpi carichi struttura dell’atomo: modello di Rutherford riconoscere se due corpi sono carichi con carica dello stesso segno o di segno opposto isolanti e conduttori elettrici: definizione, proprietà e spiegazione microscopica costruire uno schermo elettrostatico * semiconduttori elettrici: definizione, proprietà e spiegazione verificare sperimentalmente se un corpo è isolante microscopica * o conduttore mediante fenomeni elettrostatici i fenomeni di elettrizzazione (contatto, strofinio, induzione e risolvere problemi di elettrostatica polarizzazione): definizione, materiali in cui si manifestano, loro proprietà e differenze, spiegazione microscopica costante dielettrica assoluta e relativa: definizione e spiegazione 2. Circuiti elettrici in corrente continua ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 microscopica e spiegazione della polarità di un materiale* la forza elettrica: sue proprietà e legge di Coulomb differenze e analogie tra la forza elettrica e la forza gravitazionale la definizione di campi scalari e vettoriali e di linee di forza campo elettrico: definizione, proprietà, unità di misura, esempi campo gravitazionale: definizione, analogie e differenze con il campo elettrico* le proprietà dei conduttori carichi in equilibrio elettrostatico: distribuzione della carica, campo elettrico interno-esterno, esempi (schermo elettrostatico, effetto punta)* energia potenziale elettrica: definizione, proprietà e unità di misura* potenziale elettrico: definizione, proprietà, sue unità di misura la definizione di differenza di potenziale relazione tra d.d.p., differenza di energia potenziale elettrica e campo elettrico* Esperienze: caricamento dei corpi per induzione, polarizzazione, strofinio, contatto (dimostrativa) rilevazione di cariche: elettroscopio (dimostrativa) cariche positive e negative (attrazione e repulsione): bacchette (dimostrativa) generatore di Van de Graaff: scariche, vento solare, effetto punta (dimostrativa) * gabbia di Faraday e schermo elettrostatico (dimostrativa)* Conosce: È in grado di: i generatori di differenza di potenziale e loro funzione costruire semplici circuiti corrente elettrica: definizione, spiegazione microscopica in solidi, utilizzare un amperometro, un voltmetro, un liquidi e gas reostato e un generatore intensità di corrente: definizione e unità di misura utilizzare un tester* la definizione di corrente continua verificare sperimentalmente che una corrente trasporta energia (lampadina) circuiti elettrici: definizione e principi di funzionamento determinare sperimentalmente la resistenza di un i principi di funzionamento di un amperometro, voltmetro, resistore generatore, reostato verificare sperimentalmente la relazione delle 3. Conduzione nei solidi ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 definizione di conduttori in serie e in parallelo la prima legge di Ohm resistenza elettrica: definizione, sue unità di misura resistori: definizione e codice dei colori dei resistori* resistenze in serie e in parallelo: definizione di resistenza equivalente e loro proprietà capacità elettrica: definizione, proprietà dei corpi da cui dipende, relazione tra capacità elettrica- potenziale-carica, sue unità di misura* condensatori: definizione, loro proprietà (capacità elettrica, energia immagazzinata e campo elettrico interno-esterno) ed esempi di strutture* condensatori in serie e in parallelo: definizione di capacità equivalente e loro proprietà* resistenze equivalenti per due resistenze in serie e parallelo verificare sperimentalmente la relazione delle resistenze equivalenti generiche* risolvere problemi sulla corrente, sui circuiti e sugli elementi che li costituiscono Esperienze: i circuiti elettrici: reostato, voltmetro, amperometro, generatore di tensione, elementi passivi (cosa sono, portata, sensibilità, come inserirli nel circuito) utilizzo del tester* curva caratteristica di una lampadina (tensione-corrente)* resistenza (I legge di ohm): curva caratteristica e valore della resistenza resistenze in serie, resistenze in parallelo* resistenze equivalenti generiche* Conosce: È in grado di: conduzione nei solidi: spiegazione microscopica verificare sperimentalmente la dipendenza della resistività dalla lunghezza del filo la seconda legge di Ohm e sua spiegazione microscopica verificare sperimentalmente la dipendenza della resistività: definizione, sue unità di misura resistività dal materiale e dalla sezione del filo* effetto della temperatura sulla resistenza, sua spiegazione spiegare la curva tensione-corrente della microscopica e definizione del coefficiente di temperatura* lampadina (effetto della temperatura sulla effetto Joule: principio e relazioni per trovare l’energia e la potenza resistenza) dissipata attraverso una resistenza eseguire problemi sulla conduzione nei solidi il bilancio energetico di un circuito in presenza di generatori, resistori e condensatori* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 4. Magnetismo* conservazione dell’energia in presenza e assenza di scambi di calore* Esperienze: Seconda legge di Ohm parte I: dipendenza dal materiale* Seconda legge di Ohm parteII: dipendenza dalla lunghezza del filo Seconda legge di Ohm parte III: dipendenza dalla sezione del filo* Conosce: È in grado di: magneti permanenti (le calamite): cosa sono e loro proprietà verificare sperimentalmente l’esistenza di un campo magnetico e trovarne le linee di forza in campo magnetico: definizione, proprietà e linee di forza semplici casi vettore induzione magnetica: definizione, proprietà, unità di misura verificare che una corrente produce un campo campi magnetici prodotti da correnti elettriche: la legge di Oersted e magnetico e trovarne le linee di forza la prima regola della mano destra verificare sperimentalmente la presenza di forze forze magnetiche su fili percorsi da corrente: relazione induzione magnetiche magnetica-corrente-forza, misura dell’induzione magnetica e trovare il campo induzione magnetica seconda regola della mano destra quantitativamente usando la bilancia di Cotton esempi di campi magnetici prodotti da correnti: filo rettilineo, spira costruire un elettromagnete e solenoide risolvere problemi di magnetismo legge di Ampere per due fili percorsi da corrente definizione di permeabilità magnetica nel vuoto definizione di Ampere materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici: spiegazione microscopica e loro proprietà elettromagneti funzionamento di un motore in corrente continua differenze tra campo magnetico ed elettrico Esperienze: campi magnetici prodotti da magneti permanenti: linee di forza e proprietà separazione di sostanze ferromagnetiche da sostanze non ferromagnetiche usando una calamita (zolfo-limatura di ferro) campi magnetici prodotti da correnti: verifica legge di Oersted e linee di forza elettromagneti (dimostrativa) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 5. Corrente alternata e induzione Conosce: È in grado di: elettromagnetica* definizione di flusso magnetico, sue proprietà e unità di misura risolvere problemi sull’induzione e la corrente (approfondimento facoltativo) alternata induzione elettromagnetica: che cos’è e legge di Faraday-NeumannLenz corrente alternata: definizione e proprietà corrente alternata: valori efficaci di tensione e corrente differenze e analogie tra corrente alternata e continua generatori di corrente alternata e dinamo mutuainduzione: definizione e proprietà i trasformatori: principi di funzionamento, rapporto di trasformazione, utilità nel trasporto di energia raddrizzatori trasformatori effetti della corrente sull’organismo salvavita e sicurezza in ambienti Esperienze: dinamo caratteristiche della corrente alternata e di segnali elettrici con oscilloscopio ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 COMPETENZE da raggiungere nel primo biennio del corso di studi ITI Disciplinari 1. I ITI iniziare ad avere consapevolezza del proprio operato mediante esperimenti di laboratorio iniziare a definire il campo di indagine della disciplina mediante esperimenti di laboratorio iniziare ad abituarsi ad osservare e descrivere situazioni reali capire che la fisica semplifica e modellizza situazioni reali iniziare ad analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni a partire dall’esperienza risolvere problemi adeguati all’anno di corso iniziare a costruire un linguaggio specifico relativo alla fisica classica iniziare descrivere i fenomeni ed esporre i contenuti della disciplina con linguaggio semplice ma adeguato iniziare ad essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate Trasversali COMPETENZE COGNITIVE Competenza: comprendere Comprendere il significato di un testo Sapersi concentrare sulla lettura (trovare le strategie metodologiche e motivazionali per..) Utilizzare ogni strumento utile alla comprensione (dizionario, chiedere aiuto, individuare parole-chiave, costruire mappe) Riconoscere la questione posta Competenza: rappresentare Riferire ciò che viene appreso Utilizzo di un linguaggio appropriato (anche in funzione di ciò che voglio esprimere: concetti, emozioni, etc.) Coerenza logica (argomentazione) Pertinenza della risposta Competenza: rielaborare Operare sintesi Risolvere problemi Reperire informazioni e riconoscere l’autorevolezza delle fonti 2. II ITI avere consapevolezza del proprio operato mediante esperimenti di COMPETENZE RELAZIONALI Competenza: comunicare laboratorio Disporsi ad ascoltare (imparare a prestare attenzione) definire il campo di indagine della disciplina mediante esperimenti Trasmettere con chiarezza un messaggio di laboratorio Utilizzare un registro comunicativo adeguato al contesto abituarsi ad osservare e descrivere situazioni reali ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Competenza: partecipare e collaborare iniziare ad abituarsi a semplificare e modellizzare situazioni reali Interagire comprendendo e rispettando i diversi punti di vista analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni Gestire la conflittualità a partire dall’esperienza Riconoscere e rispettare i diritti degli altri risolvere problemi adeguati all’anno di corso continuare a costruire un linguaggio specifico relativo alla fisica Competenza: agire in modo autonomo e responsabile classica Sapersi inserire in modo propositivo e consapevole nella vita sociale descrivere i fenomeni ed esporre i contenuti della disciplina con Riconoscere i propri limiti e quelli altrui linguaggio semplice ma adeguato essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe I Liceo Scientifico Sportivo (LSS) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. La misura delle grandezze fisiche 22 I 2 - 2. Vettori, forze e statica 26 II 2 - 3. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 14 I-II 4. Destinate all’attività del Consiglio di classe 4 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 La misura delle grandezze fisiche CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Il metodo sperimentale Abilità Conosce: È in grado di: campo di indagine della fisica applicare durante l’anno tale metodo alle differenti esperienze prima in maniera guidata, poi le principali fasi del metodo sperimentale, come questo sia nato e autonomamente (in semplici esperienze) come questo differisca dai metodi precedenti definire operativamente una grandezza fisica la definizione operativa delle grandezze fisiche determinare se un’osservabile è una grandezza l’importanza della matematica nella fisica fisica oppure no applicare autonomamente il metodo sperimentale alle differenti esperienze analizzare i dati usando grafici, tabelle e le formule di analisi dati corrette, traendo le opportune conclusioni 2. La sicurezza in laboratorio di fisica Conosce: È in grado di: i principali pericoli e le norme di sicurezza da applicare in un comprendere criticamente i segnali di pericolo su laboratorio di fisica strumentazioni e in laboratorio durante l’anno dovrà mostrare di saper applicare tali norme di sicurezza durante le differenti esperienze 3. Svolgere una relazione Conosce: È in grado di: lo schema da utilizzare in una relazione di laboratorio eseguire lo relazione secondo schema fornito in semplici esperienze prima in maniera guidata poi autonomamente, inserendo schemi, grafici e tabelle tradurre le misure prese in grafici e tabelle 4. Prime grandezze fisiche e criteri per Conosce: È in grado di: la loro misura la definizione di grandezza utilizzare la notazione scientifica la definizione di misura, misurare e unità di misura scrivere un numero in notazione scientifica il metodo di misura diretto e indiretto di una grandezza fisica passare dalla notazione scientifica a quella estesa e viceversa la definizione di grandezze fondamentali e derivate ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 la definizione di grandezze omogenee e non omogenee e loro proprietà analisi dimensionale delle grandezze fisiche che cosa sono le notazioni esponenziale-scientifica ed estesa di un numero e/o misura e i metodi per passare dall’una all’altra la definizione di ordine di grandezza di un numero e/o misura e il metodo per determinarlo il sistema internazionale di unità di misura i multipli e sottomultipli delle unità di misura (da G a f) metodo/i per effettuare le equivalenze metodo/i per effettuare le equivalenze in presenza di operazioni tra unità di misura le principali caratteristiche di uno strumento di misura (sensibilità, portata, prontezza, precisione) come si definiscono e come si misurano lunghezza, intervallo di tempo, superfici e volumi e loro unità di misura la differenza tra il risultato di una misura (diretta e/o indiretta) e il valor vero di una grandezza: perché la misura non può essere mai rappresentata da un numero esatto e come definire la misura di una grandezza significato dell’errore assoluto, relativo e percentuale di una misura la definizione e come si valutano il valor medio, il risultato, l’errore assoluto, relativo e percentuale nelle misure dirette come esprimere il risultato ottenuto da una singola misura: errore di sensibilità propagazione degli errori * la definizione di cifre significative di una misura diretta ed indiretta e metodo per determinarle come si approssimano le misure e/o numeri Il cronometraggio sportivo * Esperienze*: misura diretta di tempo e/o lunghezze e/o ecc. e applicazione della teoria degli errori misura diretta di volumi stimare l’ordine di grandezza di un numero eseguire equivalenze con e senza potenze eseguire equivalenze in presenza di operazioni tra unità di misura stimare la sensibilità, la portata, il fondo scala e la prontezza di uno strumento confrontare strumenti differenti come precisione e prontezza individuare fra diverse misure quella più precisa applicare la teoria degli errori nel caso di misure dirette in presenza di un set di misure applicare la teoria degli errori nel caso di una singola misura diretta applicare la teoria degli errori nel caso delle misure indirette (propagazione degli errori)* riconoscere se due grandezze sono omogenee riconoscere se una grandezza è fondamentale o derivata, ricavandone anche l’unità di misura determinare le cifre significative di una misura diretta o indiretta eseguire le approssimazioni per eccesso e difetto verificare se una formula è scritta correttamente tramite l’uso dell’analisi dimensionale ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 5. Massa, densità e relazioni tra Conosce: È in grado di: grandezze fisiche la definizione di grandezza massa, le sue unità di misura, i metodi di misurare la massa di un corpo e stimare i relativi misura errori la definizione di grandezza densità assoluta e sue unità di misura, la calcolare e misurare la densità assoluta di un corpo relazione per calcolarla rappresentare una serie di valori su un asse Miglia, yard, Libbre (EQUIVALENZE)* cartesiano una prima distinzione tra peso, massa, densità rappresentare delle coppie ordinate di valori nel piano cartesiano il principio di conservazione della massa tradurre una relazione tra due grandezze in tabella grandezze direttamente e inversamente proporzionali: definizione e principali proprietà, rappresentazione grafica ed esempi rappresentare una tabella con un grafico relazione lineare tra grandezze: definizione e principali proprietà, risolvere problemi sulla massa, il peso, la densità rappresentazione grafica ed esempi assoluta relazione quadratica tra grandezze: definizione e principali proprietà, riconoscere la relazione che intercorre tra due rappresentazione grafica ed esempi grandezze (proporzionalità diretta, proporzionalità inversa, relazione lineare e relazione quadratica) e L’evoluzione dei record * scrivere e rappresentare graficamente tale relazione Esperienze*: misura diretta di una massa con i relativi errori misura della densità di un solido proporzionalità diretta proporzionalità inversa Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Vettori, forza e statica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Grandezze vettoriali e statica Abilità Conosce: È in grado di: definizione di forza e gli effetti che produce riconoscere i tipi di forza che intervengono in semplici fenomeni definizione di grandezze vettoriali e vettori, di grandezze scalari e scalari tracciare un vettore di proprietà note 2. Pressione e fluidostatica ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 operazioni sui vettori: somma e sottrazione di due vettori, moltiplica di un vettore per uno scalare, scomposizione di un vettore operazioni su vettori paralleli: somma, sottrazione forza elastica: definizione e proprietà della legge di Hooke dinamometro: che cos’è e come funziona esempi di forze: forza peso, forza d’attrito, reazione vincolare piano inclinato* definizione di punto materiale e corpo rigido la condizione di equilibrio di un punto materiale la definizione di momento di una forza le condizioni di equilibrio di un corpo rigido sospeso e appoggiato il significato di baricentro e come trovare il baricentro tipi di equilibrio* Il sollevamento pesi* Il cannotaggio e le leve* eseguire operazioni tra vettori: sommare, sottrarre due vettori, scomporre un vettore, moltiplicare un vettore per uno scalare eseguire operazioni su vettori paralleli: somma e sottrazione di due vettore determinare il peso di un corpo di massa nota e viceversa la massa di un corpo di peso noto rappresentare graficamente il comportamento elastico di una molla e determinare la costante elastica di una molla costruire e/o tarare un dinamometro misurare una forza tramite un dinamometro evidenziare il tipo di attrito in semplici fenomeni e stimarlo risolvere problemi sull’attrito e sulla legge di Hooke risolvere problemi sulle forze e problemi di statica sia relativi ad un punto materiale che relativi ad un corpo rigido misurare il momento di forze* determinare sperimentalmente il baricentro di un corpo* verificare sperimentalmente le condizioni di equilibrio di un punto materiale * riconoscere i tipi di equilibrio* Esperienze*: regola del parallelogramma: somma di forze ed equilibrio di un punto materiale proporzionalità diretta: legge di Hooke misura di forze con un dinamometro e determinazione della massa di un corpo utilizzando il dinamometro determinazione sperimentale del baricentro forza di attrito proporzionalità inversa (equilibrio di un corpo rigido): leve di I genere piano inclinato Conosce: È in grado di: la definizione di pressione e le sue unità di misura risolvere problemi sulla pressione (solidi e fluidi) le differenze tra pressione e forza risolvere problemi sui fluidi utilizzando i principi noti e le leggi che governano i fluidi (Pascal, la definizione di fluidi Stevino, Archimede,…) l’enunciato del principio di Pascal risolvere equivalenze relative alla pressione e ai l’enunciato del principio di Stevino fluidi la definizione del principio di Archimede riconoscere l’attuazione e l’importanza del esperienza di Torricelli e pressione atmosferica* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 La vela* Esperienze*: apparecchio di Pellat: pressostato (dimostrativa) principi di Pascal e Stevino (dimostrativa) spinta di Archimede ed equilibrio di un oggetto in un liquido principio di Pascal in alcuni semplici esperimenti* misurare la spinta di Archimede in semplici casi* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe II Liceo Scientifico Sportivo (LSS) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. Statica e cinematica 16 I 2 - 2.Dinamica, lavoro ed energia 18 I-II 1 - 3. Termologia 14 II 1 - 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 14 I-II 5. Destinate all’attività del Consiglio di classe 4 II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento1 Statica e cinematica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Pressione e fluidostatica (se non Conosce: svolti nelle classi I LSS) la definizione di pressione e le sue unità di misura le differenze tra pressione e forza la definizione di fluidi l’enunciato del principio di Pascal l’enunciato del principio di Stevino la definizione del principio di Archimede esperienza di Torricelli e pressione atmosferica* La vela* 2. Cinematica Abilità È in grado di: risolvere problemi sulla pressione (solidi e fluidi) risolvere problemi sui fluidi utilizzando i principi noti e le leggi che governano i fluidi (Pascal, Stevino, Archimede,…) risolvere equivalenze relative alla pressione e ai fluidi riconoscere l’attuazione e l’importanza del principio di Pascal in alcuni semplici esperimenti* misurare la spinta di Archimede in semplici casi* Esperienze*: apparecchio di Pellat: pressostato (dimostrativa) principi di Pascal e Stevino (dimostrativa) spinta di Archimede ed equilibrio di un oggetto in un liquido Conosce: È in grado di: definizione di punto materiale, di sistema di riferimento riconoscere se un moto è uniforme o uniformemente accelerato dal grafico posizione definizione di legge oraria e di traiettoria e loro differenza tempo, dal grafico velocità-tempo e dal grafico la definizione di velocità media e di accelerazione media accelerazione tempo la definizione di velocità media ed istantanea, di accelerazione media eseguire equivalenze per l’unità di misura della ed istantanea nel moto vario e loro unità di misura velocità e dell’accelerazione la definizione di moto rettilineo uniforme e di moto uniformemente risolvere problemi sul moto rettilineo uniforme e accelerato uniformemente accelerato la legge oraria, la definizione di velocità e di accelerazione del moto costruire il grafico posizione-tempo, velocitàrettilineo uniforme, loro proprietà e grafici tempo e accelerazione-tempo di un moto a partire la legge oraria, la legge della velocità, la definizione di velocità e da una tabella di dati noti o misurati accelerazione del moto uniformemente accelerato, loro proprietà e grafici ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 posizione, spostamento, velocità e accelerazione sono vettori I 100 metri * Lo sci* Il salto in lungo* Esperienze*: moto uniforme e/o moto uniformemente accelerato Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Dinamica, lavoro ed energia CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Dinamica 2. Lavoro potenza Abilità Conosce: È in grado di: i tre principi della dinamica: principio di inerzia, secondo principio e evidenziare i tre principi della dinamica nella vita principio di azione-reazione di tutti i giorni unità di misura della forza utilizzando il secondo principio della risolvere problemi di dinamica monodimensionale dinamica verificare sperimentalmente il secondo principio definizione di massa inerziale della dinamica differenza e relazione tra massa inerziale e gravitazionale* esempi di applicazione dei principi della dinamica (monodimensionale): caduta libera dei gravi forza di attrito: effetti sul moto L’automobilismo* Esperienze*: secondo principio della dinamica: forza variabile e massa costante e/o forza costante e massa varabile Conosce: È in grado di: il lavoro e le sue unità di misura risolvere problemi sul lavoro e la potenza relazioni per esprimere il lavoro compiuto da una forza parallela allo risolvere equivalenze relative al lavoro e alla spostamento potenza 3. Energia ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 lavoro resistente e lavoro motore: definizione e proprietà la potenza e le sue unità di misura la relazione e le differenze che intercorrono tra lavoro e potenza Lavoro più forze e di forze non parallele allo spostamento Esperienze *: rilevare e confrontare la potenza di apparecchiature e motori di vario tipo, del cuore, … utilizzando riviste, schede,… Conosce: È in grado di: definizione di energia e sue unità di misura risolvere equivalenze relative all’energia relazione tra lavoro ed energia: il lavoro è energia in transito descrivere trasformazioni di energia da una forma a un’altra che l’energia si trasforma Risolvere problemi su lavoro, potenza ed energia definizione di energia cinetica e potenziale e loro proprietà risolvere problemi utilizzando il principio di energia potenziale gravitazionale conservazione dell’energia meccanica e il teorema energia potenziale elastica* dell’energia cinetica teorema dell’energia cinetica definizione di sistemi isolati e principio di conservazione dell’energia in sistemi isolati e non principio di conservazione dell’energia meccanica esempi dell’utilizzo del principio di conservazione dell’energia meccanica nella risoluzione dei problemi La potenza nello sport* Il salto con l’asta * Esperienze*: conservazione energia meccanica di un corpo: pendolo tagliato e/o caduta di un grave ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Termologia CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Temperatura, calore ed equilibrio termico Abilità Conosce: È in grado di : definizione operativa di temperatura e sue unità di misura (scala costruirsi un semplice termometro Celsius, Kelvin e Fahrenheit) misurare la temperatura di un solido e/o liquido come costruire un termometro verificare se due corpi sono in equilibrio termico il calore: che cos’è e sue unità di misura portare due corpi all’equilibrio termico e determinare la temperatura di equilibrio l’esperimento di Joule: equivalente meccanico della caloria equilibrio termico: definizione di equilibrio termico e di temperatura eseguire problemi relativi alla dilatazione di solidi di equilibrio e loro proprietà e dei liquidi interpretazione microscopica del calore e della temperatura* eseguire problemi relativi alla temperatura, all’equilibrio termico, al calore, alla capacità gli effetti del calore sulle dimensioni di un solido, di un liquido e di termica e al calore specifico un gas: analogie e differenze eseguire le equivalenze tra le unità di misura della le leggi della dilatazione termica lineare, superficiale e volumica di temperatura, tra quelle del calore, tra quelle della un corpo capacità termica, tra quelle del calore specifico la legge della dilatazione termica volumica di un liquido misurare il coefficiente di dilatazione lineare di un la dilatazione dell’acqua: anomalie e conseguenze* solido capacità termica: definizione, unità di misura e proprietà misurare il coefficiente di dilatazione volumica di calore specifico: definizione, unità di misura e proprietà un liquido* la differenza tra calore specifico di un corpo e capacità termica determinare sperimentalmente l’equivalente in il calorimetro delle mescolanze: cos’è, come funziona acqua di un calorimetro* calorimetro: l’equivalente in acqua del calorimetro* determinare sperimentalmente la capacità termica La maratona e il bilancio termico dell’atleta* di un corpo e il calore specifico di un materiale* Esperienze*: termometri dilazione dei liquidi con matraccio (dimostrativa) dilatazione lineare di una sbarra: determinazione del coefficiente di dilatazione lineare misura dell’equivalente in acqua di un calorimetro 2. Calore e passaggi di stato* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 determinazione della temperatura di equilibrio tra due sostanze a temperatura differente utilizzando il calorimetro determinazione della capacità di un solido e del calore specifico di un materiale utilizzando il calorimetro delle mescolanze Conosce: È in grado di : che cos’è un passaggio di stato sia a livello microscopico che dire quale passaggio di stato si sta attuando macroscopico e quando avviene un passaggio di stato verificare sperimentalmente che la temperatura i differenti passaggi di stato rimane costante durante un passaggio di stato le principali proprietà dei passaggi di stato interpretare un grafico temperatura corpo-calore ove sia presente un passaggio di stato la differenza tra ebollizione ed evaporazione eseguire problemi relativi ai passaggi di stato la definizione di calore latente di un passaggio di stato, sue proprietà e sue unità di misura eseguire le equivalenze tra le unità di misura del calore latente Esperienze: passaggi di stato dell’acqua e/o del acido stearico e/o della cera e/o di miscugli e/o sostanze amorfe temperatura di fusione del ghiaccio utilizzando il calorimetro (non necessita me in prima approssimazione) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 COMPETENZE da raggiungere nel primo biennio del corso di studi LSS Disciplinari Trasversali 1. I LSS COMPETENZE COGNITIVE iniziare ad avere consapevolezza del proprio operato mediante esperimenti di Competenza: comprendere laboratorio Comprendere il significato di un testo iniziare a definire il campo di indagine della disciplina mediante esperimenti di Sapersi concentrare sulla lettura (trovare le strategie metodologiche e laboratorio motivazionali per..) iniziare ad abituarsi ad osservare e descrivere situazioni reali Utilizzare ogni strumento utile alla comprensione (dizionario, chiedere aiuto, capire che la fisica semplifica e modellizza situazioni reali individuare parole-chiave, costruire mappe) iniziare ad analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni a Riconoscere la questione posta partire dall’esperienza risolvere problemi adeguati all’anno di corso Competenza: rappresentare iniziare a costruire un linguaggio specifico relativo alla fisica classica Riferire ciò che viene appreso iniziare descrivere i fenomeni ed esporre i contenuti della disciplina con linguaggio semplice ma adeguato Utilizzo di un linguaggio appropriato (anche in funzione di ciò che voglio esprimere: concetti, emozioni, etc.) Coerenza logica (argomentazione) 2. II LSS Pertinenza della risposta avere consapevolezza del proprio operato mediante esperimenti di laboratorio definire il campo di indagine della disciplina mediante esperimenti di laboratorio Competenza: rielaborare abituarsi ad osservare e descrivere situazioni reali Operare sintesi iniziare ad abituarsi a semplificare e modellizzare situazioni reali Risolvere problemi analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni a partire dall’esperienza Reperire informazioni e riconoscere l’autorevolezza delle fonti risolvere problemi adeguati all’anno di corso continuare a costruire un linguaggio specifico relativo alla fisica classica descrivere i fenomeni ed esporre i contenuti della disciplina con linguaggio COMPETENZE RELAZIONALI semplice ma adeguato Competenza: comunicare Disporsi ad ascoltare (imparare a prestare attenzione) Trasmettere con chiarezza un messaggio Utilizzare un registro comunicativo adeguato al contesto ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Competenza: partecipare e collaborare Interagire comprendendo e rispettando i diversi punti di vista Gestire la conflittualità Riconoscere e rispettare i diritti degli altri Competenza: agire in modo autonomo e responsabile Sapersi inserire in modo propositivo e consapevole nella vita sociale Riconoscere i propri limiti e quelli altrui ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe III Liceo Scientifico Sportivo (LSS) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. Meccanica 26 I 2 - 2. Grandezze invariati in meccanica e gravitazione 35 I-II 1 - 3. Termologia e termodinamica 15 II 1 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 20 I-II 5. Destinate all’attività del Consiglio di classe 3 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 Meccanica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Cinematica monodimensionale Conosce : (ripasso argomenti primo biennio) ripasso delle definizioni fondamentali ripasso del moto uniforme monodimensionale e sue proprietà ripasso del moto uniformemente accelerato e sue proprietà ripasso di moti vari monodimensionali esempio: caduta libera di un grave Abilità È in grado di : svolgere problemi di cinematica monodimensionale (moti uniformi, uniformemente accelerati, casi di moti vari) Esperienze*: rotaia a cuscino d’aria: moto uniforme rotaia a cuscino d’aria: moto uniformemente accelerato 2. Grandezze vettoriali e grandezze Conosce : È in grado di : scalari ripasso di alcuni tipi di forze: della forza peso, legge di Hooke, forza saper effettuare operazioni (utilizzando sia le d’attrito, reazione vincolare formule trigonometriche sia il metodo grafico) sui vettori: scomposizione, somma, differenza, ripasso dei vettori: proprietà e operazioni con metodo grafico prodotto tra scalare e vettore definizione di componente, versore e loro uso per scrivere un vettore saper effettuare il prodotto scalare e il prodotto operazioni (utilizzando le formule trigonometriche) sui vettori: vettoriale tra due vettori e utilizzarne le proprietà scomposizione, somma, differenza, prodotto tra scalare e vettore saper svolgere problemi di statica: piano inclinato prodotto scalare e vettoriale tra due vettori: definizione, interpretazione geometrica, interpretazione trigonometrica, loro proprietà esempio di somma e scomposizione di forze: punto materiale sul piano inclinato esempio di prodotto scalare: il lavoro esempio di prodotto vettoriale: momento di una forza le leve e la forza muscolare* Esperienze*: piano inclinato 3. Dinamica 4. Cinematica nel piano e nello spazio ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conosce : È in grado di : ripasso del I-II-III principio della dinamica svolgere problemi di dinamica monodimensionale diagramma delle forze utilizzare il principio di sovrapposizione delle forze nei problemi di dinamica definizione dei sistemi di riferimento inerziali utilizzare il principio di relatività galileiana e le la definizione di inerzia di un corpo e di massa inerziale trasformazioni di Galileo principio di relatività galileiana e trasformazioni di Galileo svolgere problemi di statica sia nel caso di punto sistemi di riferimento non inerziali: definizione e proprietà (forze materiale che di corpo rigido apparenti) svolgere problemi in sistemi non inerziali e in principio di sovrapposizione di due forze presenza di forze apparenti* effetto della forza di attrito sul moto di un corpo svolgere problemi su sistemi di corpi in esempi di applicazione dei principi della dinamica: piano inclinato movimento* I principi della dinamica: la spinta in area di rigore* sistema di corpi in movimento* equilibrio di un punto materiale equilibrio di un corpo rigido piano inclinato come esempio di statica, dinamica e cinematica forza peso e caduta libera dei gravi Esperienze*: rotaia a cuscino d’aria : II principio relazione accelerazione-forza a massa costante e/o accelerazione-massa a forza costante esempi di applicazione dei tre principi nella vita di tutti i giorni esempi di applicazione del principio di relatività galileiana nella vita di tutti i giorni Conosce : È in grado di : differenza tra grafico che rappresenta una traiettoria e grafico scegliere un sistema di riferimento opportuno per posizione-tempo studiare un moto nel piano e nello spazio moto nel piano e nello spazio: definizione e proprietà di posizione, eseguire esercizi sui vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione (istantanee e medie), spostamento, velocità e accelerazione differenza tra spazio percorso e spostamento applicare il principio di composizione dei moti principio di composizione dei moti eseguire problemi sul moto circolare uniforme, sul moto parabolico: definizione, caratteristiche (traiettoria, legge moto armonico e sul moto parabolico oraria, velocità, accelerazione, gittata) I moti nel piano: il colpo di testa* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 moto circolare: definizione e caratteristiche (frequenza, periodo, traiettoria, legge oraria, velocità scalare ed angolare, accelerazione centripeta) velocità angolare e accelerazione centripeta nel calcio* moto armonico: definizione, caratteristiche (traiettoria, legge oraria, velocità, accelerazione) composizione di due moti simultanei: leggi e proprietà Esperienze*: moto parabolico moto armonico 5. Dinamica applicata ad alcuni casi Conosce: particolari di moto moto parabolico moto circolare e forza centripeta esempi di forze apparenti: forza centrifuga nel moto circolare attrito ed effetto dell’attrito in dinamica moto armonico moto armonico di un pendolo* È in grado di : risolvere problemi di dinamica relativi al moto parabolico, al moto circolare, al moto armonico e ai moti nel piano Esperienze*: esperienze dimostrative riguardanti la forza centripeta e centrifuga Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Grandezze invarianti in meccanica e gravitazione CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Variazione e conservazione Abilità Conosce: È in grado di: significato di legge di conservazione determinare se una grandezza è invariante significato di varianti e invarianti utilizzare e verificare il principio di conservazione della massa principio di conservazione della massa e definizione di sistemi chiusi e aperti 2. Energia 3. Impulso e quantità di moto ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze: / Conosce: È in grado di: lavoro: definizione, proprietà e sue unità di misura risolvere problemi relativi al lavoro, alla potenza, all’energia cinetica ed ad alcuni tipi di energia il lavoro è energia in transito potenziale lavoro: caso di forza costante parallela allo spostamento, caso di risolvere problemi di meccanica utilizzando il forza costante, caso di forza variabile principio di conservazione dell’energia meccanica, lavoro motore e resistente il teorema dell’energia cinetica lavoro compiuto da più forze applicate simultaneamente risolvere problemi di meccanica utilizzando il potenza: definizione, proprietà e sue unità di misura teorema lavoro-energia e la conservazione differenza lavoro-potenza dell’energia energia cinetica: definizione, unità di misura, teorema dell’energia distinguere un sistema isolato o non isolato cinetica definizione di sistema isolato utilizzando il concetto di forze esterne e forze interne differenza tra sistema isolato, chiuso e aperto forze conservative e dissipative: definizioni, proprietà e differenze energia potenziale: definizione, scelta del valore zero, esempi (forza peso e forza elastica) definizione di energia di un sistema lavoro ed energia: la “cannonata”* conservazione dell’energia meccanica conservazione dell’energia meccanica: esempi (forza peso ed elastica) forze non conservative e teorema lavoro-energia principio di conservazione dell’energia Esperienze* : conservazione dell’energia meccanica: pendolo tagliato conservazione dell’energia meccanica: caduta di un grave Conosce : la quantità di moto di un corpo e di un sistema definizione di impulso e sue proprietà sia nel caso di forza variabile sia nel caso di forza variabile È in grado di: risolvere problemi relativi alla quantità di moto, all’impulso e al teorema dell’impulso risolvere problemi sugli urti monodimensionali ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 teorema dell’impulso legge di conservazione della quantità di moto determinazione del II principio della dinamica dalla definizione di impulso* determinazione del principio di conservazione della quantità di moto dal III principio della dinamica* definizione e proprietà degli urti: urti elastici, anelastici e completamente anelatici La quantità di moto e gli urti: la parata * urti monodimensionali urti obliqui* risolvere problemi sugli urti obliqui* determinare sperimentalmente gli invarianti di un urto* Esperienze*: urti parte I: urto totalmente anelastico con rotaia a cuscino d’aria urti parte I: urto elastico con rotaia a cuscino d’aria 4. Statica, cinematica e dinamica Conosce : È in grado di : rotazionale di un corpo rigido moto rotazionale e grandezze fondamentali che lo descrivono svolgere problemi di cinematica di un corpo rigido definizione di moto rototraslazionale svolgere problemi sul momento di una forza e sul momento angolare centro di massa: definizione, caso di un sistema non soggetto a forze esterne e caso di un sistema soggetto a forze esterne* svolgere problemi sul centro di massa* definizione e proprietà del momento angolare risolvere problemi sul momento di inerzia, sul secondo principio della dinamica rotazionale, sulla conservazione e variazione del momento angolare e relazione tra il conservazione del momento angolare e momento angolare e il momento di una forza sull’energia cinetica di un corpo rigido* definizione del momento di inerzia di un corpo rigido* relazione tra momento angolare e momento di inerzia di un corpo rigido* secondo principio della dinamica per le rotazioni* conservazione del momento angolare in corpi rigidi e in corpi non rigidi* definizione dell’energia cinetica di un corpo rigido in rotazione* Esperienze* : equilibrio di una leva di vario genere (se non svolto al biennio) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 5. Fluidodinamica 6. La gravitazione braccio meccanico “umano”: dimostrativa esempi di conservazione del momento angolare (ruota) momento di inerzia di corpi di forma uguale ma massa differente, di forma diversa ma di diversa massa Conosce: È in grado di : definizione di fluido perfetto e reale risolvere problemi di fluidodinamica in assenza di attrito viscoso definizione di corrente di un fluido risolvere problemi di fluidodinamica in presenza di definizione e proprietà di portata di un condotto attrito viscoso* definizione di corrente stazionaria definizione di pozzo e sorgente* equazione di continuità per un liquido principio di conservazione dell’energia per i liquido: equazione di Bernoulli e sue applicazioni effetto Venturi e sue applicazioni* effetto Magnus* dinamica dei fluidi: la punizione a effetto* l’attrito nei fluidi * esempio di attrito viscoso: caduta libera di un oggetto in un fluido* cenni sull’attrito viscoso in presenza di vortici* Esperienze: tubo di Venturi attrito viscoso: attrito di un corpo che si muove in un fluido Conosce: È in grado di: le leggi di Keplero e i sistemi cosmologici del XVI e XVII riesce a risolvere problemi relativi alla forza gravitazionale e alla forza peso, all’energia la legge di gravitazione universale e proprietà della forza potenziale e meccanica relative al caso di forza gravitazionale peso e forza gravitazionale differenza tra massa inerziale e massa gravitazionale riesce ad utilizzare le leggi di Keplero in semplici esperimento di Cavendish: determinazione del valore della costante esercizi* gravitazione universale * riesce a risolvere problemi relativi al moto di relazione tra forza peso e forza gravitazionale: determinazione di g satelliti * moto dei satelliti: orbite, orbita geostazionaria e velocità lungo una data traiettoria * assenza apparente di gravità* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 deduzione delle leggi di Keplero* il campo gravitazionale: definizione, proprietà, esempi definizione e proprietà dell’energia potenziale gravitazionale energia potenziale della forza peso come caso limite dell’energia potenziale gravitazionale* conservazione dell’energia meccanica in presenza della forza gravitazionale Esperienze: massa gravitazionale e inerziale: rivisitazione delle esperienze svolte in cinematica (utilizzando la caduta libera del grave e il II principio della dinamica) * Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Termologia e Termodinamica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Calore e propagazione del calore Abilità Conosce : È in grado di: definizione di calore e sue unità di misura risolvere problemi sulla temperatura e sul calore e sull’equilibrio termico definizione di temperatura e sue unità di misura risolvere problemi usando un calorimetro equilibrio termico e principio zero della termodinamica risolvere problemi sulla propagazione del calore descrizione e utilizzo del calorimetro delle mescolanze utilizzare correttamente il calorimetro negli calore e lavoro: equivalente meccanico del calore esperimenti di calorimetria* propagazione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento termico Esperienze*: calorimetro I: determinazione del calore specifico di un solido e/o della capacità termica equivalente meccanico della caloria (dimostrativa) 2. Teoria dei gas perfetti 3. Il primo principio della termodinamica ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conosce: È in grado di : Prima e seconda legge di Gay-Lussac e temperatura assoluta risolvere problemi sui gas Legge di Boyle risolvere problemi sulle trasformazioni e l’equazione di stato dei gas perfetti gas perfetto: definizione, proprietà, l’equazione di stato riconoscere il tipo di trasformazione che un gas gas perfetto: modello microscopico sta subendo gas perfetto: cammino libero medio di una molecola, velocità risolvere problemi relativi al principio di quadratica media ed energia cinetica media di una molecola, equipartizione e all’energia interna urti molecolari e interpretazione microscopica della pressione* risolvere problemi relativi al modello molecolare del gas perfetto* gas perfetto: interpretazione microscopica della temperatura assoluta gas perfetto: definizione di gradi di libertà di una molecola e principio di equipartizione dell’energia gas perfetto: energia interna gas perfetto: casi di applicabilità del modello ai gas reali * Esperiemze*: verifica della leggi di Gay-Lussac e/o della legge di Boyle Conosce: È in grado di : campo di studio della termodinamica risolvere problemi sulle differenti trasformazioni termodinamiche (isobare, isocore, isoterme e definizione di: sistema fisico e ambiente esterno cicliche; adiabatiche*) e sul primo principio della definizione di: sistema termodinamico, stato del sistema, termodinamica fluido omogeneo, variabili/funzioni di stato, grandezza determinare il lavoro compiuto e gli scambi di estensiva/intensiva calore in processi termodinamici energia interna di un sistema termodinamico: definizione e descrivere le trasformazioni termodinamiche proprietà rappresentate in grafici p-V (isobare, isocore, definizione di equilibrio termodinamico isoterme e cicliche; adiabatiche*) e sul primo definizione di trasformazioni termodinamiche principio della termodinamica definizione di trasformazioni reali e quasi statiche e loro utilizzare i grafici p-V per risolvere problemi e proprietà determinare il lavoro e il calore scambiato in le trasformazioni termodinamiche e loro proprietà: isobare, processi termodinamici isocore, isoterme, cicliche definizione di lavoro termodinamico il primo principio della termodinamica applicazioni del primo principio ai differenti tipi di ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 trasformazioni: isobare, isocore, isoterme, cicliche calori specifici del gas perfetto* conservazione dell’energia in presenza e assenza di scambi di calore le trasformazioni termodinamiche e loro proprietà: adiabatiche* applicazioni del primo principio alle trasformazioni adiabatiche* trasformazioni quasi cicliche* 4. Il secondo e il terzo principio della Conosce: È in grado di: termodinamica* spiegare una macchina termica e le sue proprietà risolvere problemi sulle macchine termiche e il loro rendimento definizione di sorgente di calore in termodinamica risolvere problemi utilizzando il secondo principio il secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin della termodinamica e Clausius ed equivalenza tra i due enunciati determinare se un processo termodinamico è definizione di rendimento di una macchina termica reversibile o irreversibile enunciato del secondo principio della termodinamica risolvere problemi legati al ciclo di Carnot mediante l’uso del rendimento tracciare il ciclo di una macchina termica definizione di trasformazione termodinamiche reversibili e irreversibili e loro proprietà il teorema di Carnot definizione e proprietà del ciclo di Carnot rendimento di una macchina di Carnot rendimento di una macchina termica reale che lavori tra due temperature e massimo rendimento di una macchina termica il motore di un’automobile il frigorifero: ciclo e proprietà le pompe di calore e il motore ad aria calda disuguaglianza di Clausius definizione di entropia e sue proprietà entropia di un sistema isolato definizione mediante l’entropia del secondo principio della termodinamica l’entropia in un sistema non isolato il secondo principio dal punto di vista molecolare e ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 l’equazione di Boltzmann il terzo principio della termodinamica (principio di Nernst) Esperienze: misure qualitative sul ciclo di un motore ad aria calda (dimostrativa) misure qualitative sul ciclo di un frigorifero (dimostrativa) misure quantitative sul ciclo di un motore ad aria calda (dimostrativa) misure quantitative sul ciclo di un frigorifero (dimostrativa) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe I Liceo Scientifico delle Scienze Applicate (LSA), I Liceo Scientifico delle Scienze Applicate ad indirizzo motorio (LSAM) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. La misura delle grandezze fisiche 22 I 2 - 2. Vettori, forze e statica 26 II 2 - 3. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 14 I-II 4. Destinate all’attività del Consiglio di classe 4 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 La misura delle grandezze fisiche CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Il metodo sperimentale Abilità Conosce: È in grado di: campo di indagine della fisica applicare durante l’anno tale metodo alle differenti esperienze prima in maniera guidata, poi le principali fasi del metodo sperimentale, come questo sia nato e autonomamente (in semplici esperienze) come questo differisca dai metodi precedenti definire operativamente una grandezza fisica la definizione operativa delle grandezze fisiche determinare se un’osservabile è una grandezza l’importanza della matematica nella fisica fisica oppure no applicare autonomamente il metodo sperimentale alle differenti esperienze analizzare i dati usando grafici, tabelle e le formule di analisi dati corrette, traendo le opportune conclusioni 2. La sicurezza in laboratorio di fisica Conosce: È in grado di: i principali pericoli e le norme di sicurezza da applicare in un comprendere criticamente i segnali di pericolo su laboratorio di fisica strumentazioni e in laboratorio durante l’anno dovrà mostrare di saper applicare tali norme di sicurezza durante le differenti esperienze 3. Svolgere una relazione Conosce: È in grado di: lo schema da utilizzare in una relazione di laboratorio eseguire lo relazione secondo schema fornito in semplici esperienze prima in maniera guidata poi autonomamente, inserendo schemi, grafici e tabelle tradurre le misure prese in grafici e tabelle 4. Prime grandezze fisiche e criteri per Conosce: È in grado di: la loro misura la definizione di grandezza utilizzare la notazione scientifica la definizione di misura, misurare e unità di misura scrivere un numero in notazione scientifica il metodo di misura diretto e indiretto di una grandezza fisica passare dalla notazione scientifica a quella estesa e viceversa la definizione di grandezze fondamentali e derivate ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 la definizione di grandezze omogenee e non omogenee e loro proprietà analisi dimensionale delle grandezze fisiche che cosa sono le notazioni esponenziale-scientifica ed estesa di un numero e/o misura e i metodi per passare dall’una all’altra la definizione di ordine di grandezza di un numero e/o misura e il metodo per determinarlo il sistema internazionale di unità di misura i multipli e sottomultipli delle unità di misura (da G a f) metodo/i per effettuare le equivalenze metodo/i per effettuare le equivalenze in presenza di operazioni tra unità di misura le principali caratteristiche di uno strumento di misura (sensibilità, portata, prontezza, precisione) come si definiscono e come si misurano lunghezza, intervallo di tempo, superfici e volumi e loro unità di misura la differenza tra il risultato di una misura (diretta e/o indiretta) e il valor vero di una grandezza: perché la misura non può essere mai rappresentata da un numero esatto e come definire la misura di una grandezza significato dell’errore assoluto, relativo e percentuale di una misura la definizione e come si valutano il valor medio, il risultato, l’errore assoluto, relativo e percentuale nelle misure dirette come esprimere il risultato ottenuto da una singola misura: errore di sensibilità propagazione degli errori * la definizione di cifre significative di una misura diretta ed indiretta e metodo per determinarle come si approssimano le misure e/o numeri Esperienze*: misura diretta di tempo e/o lunghezze e/o ecc. e applicazione della teoria degli errori misura diretta di volumi stimare l’ordine di grandezza di un numero eseguire equivalenze con e senza potenze eseguire equivalenze in presenza di operazioni tra unità di misura stimare la sensibilità, la portata, il fondo scala e la prontezza di uno strumento confrontare strumenti differenti come precisione e prontezza individuare fra diverse misure quella più precisa applicare la teoria degli errori nel caso di misure dirette in presenza di un set di misure applicare la teoria degli errori nel caso di una singola misura diretta applicare la teoria degli errori nel caso delle misure indirette (propagazione degli errori)* riconoscere se due grandezze sono omogenee riconoscere se una grandezza è fondamentale o derivata, ricavandone anche l’unità di misura determinare le cifre significative di una misura diretta o indiretta eseguire le approssimazioni per eccesso e difetto verificare se una formula è scritta correttamente tramite l’uso dell’analisi dimensionale ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 5. Massa, densità e relazioni tra Conosce: È in grado di: grandezze fisiche la definizione di grandezza massa, le sue unità di misura, i metodi di misurare la massa di un corpo e stimare i relativi misura errori la definizione di grandezza densità assoluta e sue unità di misura, la calcolare e misurare la densità assoluta di un corpo relazione per calcolarla rappresentare una serie di valori su un asse una prima distinzione tra peso, massa, densità cartesiano il principio di conservazione della massa rappresentare delle coppie ordinate di valori nel piano cartesiano grandezze direttamente e inversamente proporzionali: definizione e principali proprietà, rappresentazione grafica ed esempi tradurre una relazione tra due grandezze in tabella relazione lineare tra grandezze: definizione e principali proprietà, rappresentare una tabella con un grafico rappresentazione grafica ed esempi risolvere problemi sulla massa, il peso, la densità relazione quadratica tra grandezze: definizione e principali proprietà, assoluta rappresentazione grafica ed esempi riconoscere la relazione che intercorre tra due grandezze (proporzionalità diretta, proporzionalità Esperienze*: inversa, relazione lineare e relazione quadratica) e misura diretta di una massa con i relativi errori scrivere e rappresentare graficamente tale relazione misura della densità di un solido proporzionalità diretta proporzionalità inversa Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Vettori, forza e statica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Grandezze vettoriali e statica Abilità Conosce: È in grado di: definizione di forza e gli effetti che produce riconoscere i tipi di forza che intervengono in semplici fenomeni definizione di grandezze vettoriali e vettori, di grandezze scalari e scalari tracciare un vettore di proprietà note operazioni sui vettori: somma e sottrazione di due vettori, moltiplica eseguire operazioni tra vettori: sommare, sottrarre di un vettore per uno scalare, scomposizione di un vettore due vettori, scomporre un vettore, moltiplicare un vettore per uno scalare operazioni su vettori paralleli: somma, sottrazione eseguire operazioni su vettori paralleli: somma e forza elastica: definizione e proprietà della legge di Hooke 2. Pressione e fluidostatica ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 dinamometro: che cos’è e come funziona esempi di forze: forza peso, forza d’attrito, reazione vincolare piano inclinato* definizione di punto materiale e corpo rigido la condizione di equilibrio di un punto materiale la definizione di momento di una forza le condizioni di equilibrio di un corpo rigido sospeso e appoggiato il significato di baricentro e come trovare il baricentro tipi di equilibrio* sottrazione di due vettore determinare il peso di un corpo di massa nota e viceversa la massa di un corpo di peso noto rappresentare graficamente il comportamento elastico di una molla e determinare la costante elastica di una molla costruire e/o tarare un dinamometro misurare una forza tramite un dinamometro evidenziare il tipo di attrito in semplici fenomeni e stimarlo risolvere problemi sull’attrito e sulla legge di Esperienze*: Hooke regola del parallelogramma: somma di forze ed equilibrio di un punto risolvere problemi sulle forze e problemi di statica materiale sia relativi ad un punto materiale che relativi ad un proporzionalità diretta: legge di Hooke corpo rigido misura di forze con un dinamometro e determinazione della massa di misurare il momento di forze* un corpo utilizzando il dinamometro determinare sperimentalmente il baricentro di un determinazione sperimentale del baricentro corpo* forza di attrito verificare sperimentalmente le condizioni di proporzionalità inversa (equilibrio di un corpo rigido): leve di I genere equilibrio di un punto materiale * piano inclinato riconoscere i tipi di equilibrio* Conosce: È in grado di: la definizione di pressione e le sue unità di misura risolvere problemi sulla pressione (solidi e fluidi) le differenze tra pressione e forza risolvere problemi sui fluidi utilizzando i principi noti e le leggi che governano i fluidi (Pascal, la definizione di fluidi Stevino, Archimede,…) l’enunciato del principio di Pascal risolvere equivalenze relative alla pressione e ai l’enunciato del principio di Stevino fluidi la definizione del principio di Archimede riconoscere l’attuazione e l’importanza del esperienza di Torricelli e pressione atmosferica* principio di Pascal in alcuni semplici esperimenti* misurare la spinta di Archimede in semplici casi* Esperienze*: apparecchio di Pellat: pressostato (dimostrativa) principi di Pascal e Stevino (dimostrativa) spinta di Archimede ed equilibrio di un oggetto in un liquido ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe II Liceo Scientifico delle Scienze Applicate (LSA), I Liceo Scientifico delle Scienze Applicate ad indirizzo motorio (LSAM) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. Statica e cinematica 16 I 2 - 2.Dinamica, lavoro ed energia 18 I-II 1 - 3. Termologia 14 II 1 - 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 14 I-II 5. Destinate all’attività del Consiglio di classe 4 II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento1 Statica e cinematica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Pressione e fluidostatica (se non Conosce: svolti nelle classi I LSA e I LSAM) la definizione di pressione e le sue unità di misura le differenze tra pressione e forza la definizione di fluidi l’enunciato del principio di Pascal l’enunciato del principio di Stevino la definizione del principio di Archimede esperienza di Torricelli e pressione atmosferica* 2. Cinematica Abilità È in grado di: risolvere problemi sulla pressione (solidi e fluidi) risolvere problemi sui fluidi utilizzando i principi noti e le leggi che governano i fluidi (Pascal, Stevino, Archimede,…) risolvere equivalenze relative alla pressione e ai fluidi riconoscere l’attuazione e l’importanza del principio di Pascal in alcuni semplici esperimenti* misurare la spinta di Archimede in semplici casi* Esperienze*: apparecchio di Pellat: pressostato (dimostrativa) principi di Pascal e Stevino (dimostrativa) spinta di Archimede ed equilibrio di un oggetto in un liquido Conosce: È in grado di: definizione di punto materiale, di sistema di riferimento riconoscere se un moto è uniforme o uniformemente accelerato dal grafico posizione definizione di legge oraria e di traiettoria e loro differenza tempo, dal grafico velocità-tempo e dal grafico la definizione di velocità media e di accelerazione media accelerazione tempo la definizione di velocità media ed istantanea, di accelerazione media eseguire equivalenze per l’unità di misura della ed istantanea nel moto vario e loro unità di misura velocità e dell’accelerazione la definizione di moto rettilineo uniforme e di moto uniformemente risolvere problemi sul moto rettilineo uniforme e accelerato uniformemente accelerato la legge oraria, la definizione di velocità e di accelerazione del moto costruire il grafico posizione-tempo, velocitàrettilineo uniforme, loro proprietà e grafici tempo e accelerazione-tempo di un moto a partire la legge oraria, la legge della velocità, la definizione di velocità e da una tabella di dati noti o misurati accelerazione del moto uniformemente accelerato, loro proprietà e grafici posizione, spostamento, velocità e accelerazione sono vettori ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze*: moto uniforme e/o moto uniformemente accelerato Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Dinamica, lavoro ed energia CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Dinamica 2. Lavoro potenza Abilità Conosce: È in grado di: i tre principi della dinamica: principio di inerzia, secondo principio e evidenziare i tre principi della dinamica nella vita principio di azione-reazione di tutti i giorni unità di misura della forza utilizzando il secondo principio della risolvere problemi di dinamica monodimensionale dinamica verificare sperimentalmente il secondo principio definizione di massa inerziale della dinamica differenza e relazione tra massa inerziale e gravitazionale* esempi di applicazione dei principi della dinamica (monodimensionale): caduta libera dei gravi forza di attrito: effetti sul moto Esperienze*: secondo principio della dinamica: forza variabile e massa costante e/o forza costante e massa varabile Conosce: È in grado di: il lavoro e le sue unità di misura risolvere problemi sul lavoro e la potenza relazioni per esprimere il lavoro compiuto da una forza parallela allo risolvere equivalenze relative al lavoro e alla spostamento potenza lavoro resistente e lavoro motore: definizione e proprietà la potenza e le sue unità di misura la relazione e le differenze che intercorrono tra lavoro e potenza Lavoro più forze e di forze non parallele allo spostamento ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze *: rilevare e confrontare la potenza di apparecchiature e motori di vario tipo, del cuore, … utilizzando riviste, schede,… Conosce: È in grado di: definizione di energia e sue unità di misura risolvere equivalenze relative all’energia relazione tra lavoro ed energia: il lavoro è energia in transito descrivere trasformazioni di energia da una forma a un’altra che l’energia si trasforma Risolvere problemi su lavoro, potenza ed energia definizione di energia cinetica e potenziale e loro proprietà risolvere problemi utilizzando il principio di energia potenziale gravitazionale conservazione dell’energia meccanica e il teorema energia potenziale elastica* dell’energia cinetica teorema dell’energia cinetica definizione di sistemi isolati e principio di conservazione dell’energia in sistemi isolati e non principio di conservazione dell’energia meccanica esempi dell’utilizzo del principio di conservazione dell’energia meccanica nella risoluzione dei problemi 3. Energia Esperienze*: conservazione energia meccanica di un corpo: pendolo tagliato e/o caduta di un grave Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Termologia CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Temperatura, calore ed equilibrio termico Abilità Conosce: È in grado di : definizione operativa di temperatura e sue unità di misura (scala costruirsi un semplice termometro Celsius, Kelvin e Fahrenheit) misurare la temperatura di un solido e/o liquido come costruire un termometro verificare se due corpi sono in equilibrio termico il calore: che cos’è e sue unità di misura portare due corpi all’equilibrio termico e l’esperimento di Joule: equivalente meccanico della caloria determinare la temperatura di equilibrio 2. Calore e passaggi di stato* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 equilibrio termico: definizione di equilibrio termico e di temperatura di equilibrio e loro proprietà interpretazione microscopica del calore e della temperatura* gli effetti del calore sulle dimensioni di un solido, di un liquido e di un gas: analogie e differenze le leggi della dilatazione termica lineare, superficiale e volumica di un corpo la legge della dilatazione termica volumica di un liquido la dilatazione dell’acqua: anomalie e conseguenze* capacità termica: definizione, unità di misura e proprietà calore specifico: definizione, unità di misura e proprietà la differenza tra calore specifico di un corpo e capacità termica il calorimetro delle mescolanze: cos’è, come funziona calorimetro: l’equivalente in acqua del calorimetro* eseguire problemi relativi alla dilatazione di solidi e dei liquidi eseguire problemi relativi alla temperatura, all’equilibrio termico, al calore, alla capacità termica e al calore specifico eseguire le equivalenze tra le unità di misura della temperatura, tra quelle del calore, tra quelle della capacità termica, tra quelle del calore specifico misurare il coefficiente di dilatazione lineare di un solido misurare il coefficiente di dilatazione volumica di un liquido* determinare sperimentalmente l’equivalente in acqua di un calorimetro* determinare sperimentalmente la capacità termica di un corpo e il calore specifico di un materiale* Esperienze*: termometri dilazione dei liquidi con matraccio (dimostrativa) dilatazione lineare di una sbarra: determinazione del coefficiente di dilatazione lineare misura dell’equivalente in acqua di un calorimetro determinazione della temperatura di equilibrio tra due sostanze a temperatura differente utilizzando il calorimetro determinazione della capacità di un solido e del calore specifico di un materiale utilizzando il calorimetro delle mescolanze Conosce: È in grado di : che cos’è un passaggio di stato sia a livello microscopico che dire quale passaggio di stato si sta attuando macroscopico e quando avviene un passaggio di stato verificare sperimentalmente che la temperatura i differenti passaggi di stato rimane costante durante un passaggio di stato le principali proprietà dei passaggi di stato interpretare un grafico temperatura corpo-calore ove sia presente un passaggio di stato la differenza tra ebollizione ed evaporazione eseguire problemi relativi ai passaggi di stato la definizione di calore latente di un passaggio di stato, sue proprietà e sue unità di misura eseguire le equivalenze tra le unità di misura del calore latente ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze: passaggi di stato dell’acqua e/o del acido stearico e/o della cera e/o di miscugli e/o sostanze amorfe temperatura di fusione del ghiaccio utilizzando il calorimetro (non necessita me in prima approssimazione) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 COMPETENZE da raggiungere nel primo biennio del corso di studi LSA/LSAM Disciplinari Trasversali 1. I LSA/LSAM COMPETENZE COGNITIVE iniziare ad avere consapevolezza del proprio operato mediante esperimenti di Competenza: comprendere laboratorio Comprendere il significato di un testo iniziare a definire il campo di indagine della disciplina mediante esperimenti di Sapersi concentrare sulla lettura (trovare le strategie metodologiche e laboratorio motivazionali per..) iniziare ad abituarsi ad osservare e descrivere situazioni reali Utilizzare ogni strumento utile alla comprensione (dizionario, chiedere aiuto, capire che la fisica semplifica e modellizza situazioni reali individuare parole-chiave, costruire mappe) iniziare ad analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni a Riconoscere la questione posta partire dall’esperienza risolvere problemi adeguati all’anno di corso Competenza: rappresentare iniziare a costruire un linguaggio specifico relativo alla fisica classica Riferire ciò che viene appreso iniziare descrivere i fenomeni ed esporre i contenuti della disciplina con linguaggio semplice ma adeguato Utilizzo di un linguaggio appropriato (anche in funzione di ciò che voglio esprimere: concetti, emozioni, etc.) Coerenza logica (argomentazione) 2. II LSA/LSAM Pertinenza della risposta avere consapevolezza del proprio operato mediante esperimenti di laboratorio definire il campo di indagine della disciplina mediante esperimenti di laboratorio Competenza: rielaborare abituarsi ad osservare e descrivere situazioni reali Operare sintesi iniziare ad abituarsi a semplificare e modellizzare situazioni reali Risolvere problemi analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni a partire dall’esperienza Reperire informazioni e riconoscere l’autorevolezza delle fonti risolvere problemi adeguati all’anno di corso continuare a costruire un linguaggio specifico relativo alla fisica classica COMPETENZE RELAZIONALI descrivere i fenomeni ed esporre i contenuti della disciplina con linguaggio Competenza: comunicare semplice ma adeguato Disporsi ad ascoltare (imparare a prestare attenzione) Trasmettere con chiarezza un messaggio Utilizzare un registro comunicativo adeguato al contesto ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Competenza: partecipare e collaborare Interagire comprendendo e rispettando i diversi punti di vista Gestire la conflittualità Riconoscere e rispettare i diritti degli altri Competenza: agire in modo autonomo e responsabile Sapersi inserire in modo propositivo e consapevole nella vita sociale Riconoscere i propri limiti e quelli altrui ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe III Liceo delle scienze applicate (LSA) e III Liceo delle scienze applicate motorio-sportivo (LSAM) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. Meccanica 26 I 2 - 2. Grandezze invariati in meccanica. Fluidodinamica e gravitazione 35 I-II 1 - 3. Termologia e termodinamica 15 II 1 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 20 I-II 5. Destinate all’attività del Consiglio di classe 3 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 Meccanica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Cinematica monodimensionale Conosce : (ripasso argomenti primo biennio) ripasso delle definizioni fondamentali ripasso del moto uniforme monodimensionale e sue proprietà ripasso del moto uniformemente accelerato e sue proprietà ripasso di moti vari monodimensionali esempio: caduta libera di un grave Abilità È in grado di : svolgere problemi di cinematica monodimensionale (moti uniformi, uniformemente accelerati, casi di moti vari) Esperienze*: rotaia a cuscino d’aria: moto uniforme rotaia a cuscino d’aria: moto uniformemente accelerato 2. Grandezze vettoriali e grandezze Conosce : È in grado di : scalari ripasso di alcuni tipi di forze: della forza peso, legge di Hooke, forza saper effettuare operazioni (utilizzando sia le d’attrito, reazione vincolare formule trigonometriche sia il metodo grafico) sui vettori: scomposizione, somma, differenza, ripasso dei vettori: proprietà e operazioni con metodo grafico prodotto tra scalare e vettore definizione di componente, versore e loro uso per scrivere un vettore saper effettuare il prodotto scalare e il prodotto operazioni (utilizzando le formule trigonometriche) sui vettori: vettoriale tra due vettori e utilizzarne le proprietà scomposizione, somma, differenza, prodotto tra scalare e vettore saper svolgere problemi di statica: piano inclinato prodotto scalare e vettoriale tra due vettori: definizione, interpretazione geometrica, interpretazione trigonometrica, loro proprietà esempio di somma e scomposizione di forze: punto materiale sul piano inclinato esempio di prodotto scalare: il lavoro esempio di prodotto vettoriale: momento di una forza Esperienze*: piano inclinato 3. Dinamica 4. Cinematica nel piano e nello spazio ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conosce : È in grado di : ripasso del I-II-III principio della dinamica svolgere problemi di dinamica monodimensionale diagramma delle forze utilizzare il principio di sovrapposizione delle forze nei problemi di dinamica definizione dei sistemi di riferimento inerziali utilizzare il principio di relatività galileiana e le la definizione di inerzia di un corpo e di massa inerziale trasformazioni di Galileo principio di relatività galileiana e trasformazioni di Galileo svolgere problemi di statica sia nel caso di punto sistemi di riferimento non inerziali: definizione e proprietà (forze materiale che di corpo rigido apparenti) svolgere problemi in sistemi non inerziali e in principio di sovrapposizione di due forze presenza di forze apparenti* effetto della forza di attrito sul moto di un corpo svolgere problemi su sistemi di corpi in esempi di applicazione dei principi della dinamica: piano inclinato movimento* sistema di corpi in movimento* equilibrio di un punto materiale equilibrio di un corpo rigido piano inclinato come esempio di statica, dinamica e cinematica forza peso e caduta libera dei gravi Esperienze*: rotaia a cuscino d’aria : II principio relazione accelerazione-forza a massa costante e/o accelerazione-massa a forza costante esempi di applicazione dei tre principi nella vita di tutti i giorni esempi di applicazione del principio di relatività galileiana nella vita di tutti i giorni Conosce : È in grado di : differenza tra grafico che rappresenta una traiettoria e grafico scegliere un sistema di riferimento opportuno per posizione-tempo studiare un moto nel piano e nello spazio moto nel piano e nello spazio: definizione e proprietà di posizione, eseguire esercizi sui vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione (istantanee e medie), spostamento, velocità e accelerazione differenza tra spazio percorso e spostamento applicare il principio di composizione dei moti principio di composizione dei moti eseguire problemi sul moto circolare uniforme, sul moto parabolico: definizione, caratteristiche (traiettoria, legge moto armonico e sul moto parabolico oraria, velocità, accelerazione, gittata) moto circolare: definizione e caratteristiche (frequenza, periodo, traiettoria, legge oraria, velocità scalare ed angolare, accelerazione ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 centripeta) moto armonico: definizione, caratteristiche (traiettoria, legge oraria, velocità, accelerazione) composizione di due moti simultanei: leggi e proprietà Esperienze*: moto parabolico moto armonico 5. Dinamica applicata ad alcuni casi Conosce: particolari di moto moto parabolico moto circolare e forza centripeta esempi di forze apparenti: forza centrifuga nel moto circolare attrito ed effetto dell’attrito in dinamica moto armonico moto armonico di un pendolo* È in grado di : risolvere problemi di dinamica relativi al moto parabolico, al moto circolare, al moto armonico e ai moti nel piano Esperienze*: esperienze dimostrative riguardanti la forza centripeta e centrifuga Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Grandezze invarianti in meccanica. Fluidodinamica e gravitazione CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Variazione e conservazione Abilità Conosce: È in grado di: significato di legge di conservazione determinare se una grandezza è invariante significato di varianti e invarianti utilizzare e verificare il principio di conservazione della massa principio di conservazione della massa e definizione di sistemi chiusi e aperti Esperienze: / 2. Energia 3. Impulso e quantità di moto ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conosce: È in grado di: lavoro: definizione, proprietà e sue unità di misura risolvere problemi relativi al lavoro, alla potenza, all’energia cinetica ed ad alcuni tipi di energia il lavoro è energia in transito potenziale lavoro: caso di forza costante parallela allo spostamento, caso di risolvere problemi di meccanica utilizzando il forza costante, caso di forza variabile principio di conservazione dell’energia meccanica, lavoro motore e resistente il teorema dell’energia cinetica lavoro compiuto da più forze applicate simultaneamente risolvere problemi di meccanica utilizzando il potenza: definizione, proprietà e sue unità di misura teorema lavoro-energia e la conservazione differenza lavoro-potenza dell’energia energia cinetica: definizione, unità di misura, teorema dell’energia distinguere un sistema isolato o non isolato cinetica definizione di sistema isolato utilizzando il concetto di forze esterne e forze interne differenza tra sistema isolato, chiuso e aperto forze conservative e dissipative: definizioni, proprietà e differenze energia potenziale: definizione, scelta del valore zero, esempi (forza peso e forza elastica) definizione di energia di un sistema conservazione dell’energia meccanica conservazione dell’energia meccanica: esempi (forza peso ed elastica) forze non conservative e teorema lavoro-energia principio di conservazione dell’energia Esperienze* : conservazione dell’energia meccanica: pendolo tagliato conservazione dell’energia meccanica: caduta di un grave Conosce : la quantità di moto di un corpo e di un sistema definizione di impulso e sue proprietà sia nel caso di forza variabile sia nel caso di forza variabile teorema dell’impulso legge di conservazione della quantità di moto determinazione del II principio della dinamica dalla definizione di È in grado di: risolvere problemi relativi alla quantità di moto, all’impulso e al teorema dell’impulso risolvere problemi sugli urti monodimensionali risolvere problemi sugli urti obliqui* determinare sperimentalmente gli invarianti di un urto* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 impulso* determinazione del principio di conservazione della quantità di moto dal III principio della dinamica* definizione e proprietà degli urti: urti elastici, anelastici e completamente anelatici urti monodimensionali urti obliqui* Esperienze*: urti parte I: urto totalmente anelastico con rotaia a cuscino d’aria urti parte I: urto elastico con rotaia a cuscino d’aria 4. Statica, cinematica e dinamica Conosce : È in grado di : rotazionale di un corpo rigido moto rotazionale e grandezze fondamentali che lo descrivono svolgere problemi di cinematica di un corpo rigido definizione di moto rototraslazionale svolgere problemi sul momento di una forza e sul momento angolare centro di massa: definizione, caso di un sistema non soggetto a forze esterne e caso di un sistema soggetto a forze esterne* svolgere problemi sul centro di massa* definizione e proprietà del momento angolare risolvere problemi sul momento di inerzia, sul secondo principio della dinamica rotazionale, sulla conservazione e variazione del momento angolare e relazione tra il conservazione del momento angolare e momento angolare e il momento di una forza sull’energia cinetica di un corpo rigido* definizione del momento di inerzia di un corpo rigido* relazione tra momento angolare e momento di inerzia di un corpo rigido* secondo principio della dinamica per le rotazioni* conservazione del momento angolare in corpi rigidi e in corpi non rigidi* definizione dell’energia cinetica di un corpo rigido in rotazione* Esperienze* : equilibrio di una leva di vario genere (se non svolto al biennio) braccio meccanico “umano”: dimostrativa esempi di conservazione del momento angolare (ruota) momento di inerzia di corpi di forma uguale ma massa differente, di forma diversa ma di diversa massa 5. Fluidodinamica 6. La gravitazione ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conosce: È in grado di : definizione di fluido perfetto e reale risolvere problemi di fluidodinamica in assenza di attrito viscoso definizione di corrente di un fluido risolvere problemi di fluidodinamica in presenza di definizione e proprietà di portata di un condotto attrito viscoso* definizione di corrente stazionaria definizione di pozzo e sorgente* equazione di continuità per un liquido principio di conservazione dell’energia per i liquido: equazione di Bernoulli e sue applicazioni effetto Venturi e sue applicazioni* effetto Magnus* l’attrito nei fluidi * esempio di attrito viscoso: caduta libera di un oggetto in un fluido* cenni sull’attrito viscoso in presenza di vortici* Esperienze: tubo di Venturi attrito viscoso: attrito di un corpo che si muove in un fluido Conosce: È in grado di: le leggi di Keplero e i sistemi cosmologici del XVI e XVII riesce a risolvere problemi relativi alla forza gravitazionale e alla forza peso, all’energia la legge di gravitazione universale e proprietà della forza potenziale e meccanica relative al caso di forza gravitazionale peso e forza gravitazionale differenza tra massa inerziale e massa gravitazionale riesce ad utilizzare le leggi di Keplero in semplici esperimento di Cavendish: determinazione del valore della costante esercizi* gravitazione universale * riesce a risolvere problemi relativi al moto di relazione tra forza peso e forza gravitazionale: determinazione di g satelliti * moto dei satelliti: orbite, orbita geostazionaria e velocità lungo una data traiettoria * assenza apparente di gravità* deduzione delle leggi di Keplero* il campo gravitazionale: definizione, proprietà, esempi definizione e proprietà dell’energia potenziale gravitazionale energia potenziale della forza peso come caso limite dell’energia potenziale gravitazionale* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 conservazione dell’energia meccanica in presenza della forza gravitazionale Esperienze*: massa gravitazionale e inerziale: rivisitazione delle esperienze svolte in cinematica (utilizzando la caduta libera del grave e il II principio della dinamica) Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Termologia e Termodinamica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1 Calore e propagazione del calore 2. Teoria dei gas perfetti Abilità Conosce : È in grado di: definizione di calore e sue unità di misura risolvere problemi sulla temperatura e sul calore e sull’equilibrio termico definizione di temperatura e sue unità di misura risolvere problemi usando un calorimetro equilibrio termico e principio zero della termodinamica risolvere problemi sulla propagazione del calore descrizione e utilizzo del calorimetro delle mescolanze utilizzare correttamente il calorimetro negli calore e lavoro: equivalente meccanico del calore esperimenti di calorimetria* propagazione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento termico Esperienze*: calorimetro I: determinazione del calore specifico di un solido e/o della capacità termica equivalente meccanico della caloria (dimostrativa) Conosce: È in grado di : Prima e seconda legge di Gay-Lussac e temperatura assoluta risolvere problemi sui gas Legge di Boyle risolvere problemi sulle trasformazioni e l’equazione di stato dei gas perfetti gas perfetto: definizione, proprietà, l’equazione di stato riconoscere il tipo di trasformazione che un gas gas perfetto: modello microscopico sta subendo gas perfetto: cammino libero medio di una molecola, velocità ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 3. Il primo principio della termodinamica quadratica media ed energia cinetica media di una molecola, urti molecolari e interpretazione microscopica della pressione* gas perfetto: interpretazione microscopica della temperatura assoluta gas perfetto: definizione di gradi di libertà di una molecola e principio di equipartizione dell’energia gas perfetto: energia interna gas perfetto: casi di applicabilità del modello ai gas reali * risolvere problemi relativi al principio di equipartizione e all’energia interna risolvere problemi relativi al modello molecolare del gas perfetto* Esperiemze*: verifica della leggi di Gay-Lussac e/o della legge di Boyle Conosce: È in grado di : campo di studio della termodinamica risolvere problemi sulle differenti trasformazioni termodinamiche (isobare, isocore, isoterme e definizione di: sistema fisico e ambiente esterno cicliche; adiabatiche*) e sul primo principio della definizione di: sistema termodinamico, stato del sistema, termodinamica fluido omogeneo, variabili/funzioni di stato, grandezza determinare il lavoro compiuto e gli scambi di estensiva/intensiva calore in processi termodinamici energia interna di un sistema termodinamico: definizione e descrivere le trasformazioni termodinamiche proprietà rappresentate in grafici p-V (isobare, isocore, definizione di equilibrio termodinamico isoterme e cicliche; adiabatiche*) e sul primo definizione di trasformazioni termodinamiche principio della termodinamica definizione di trasformazioni reali e quasi statiche e loro utilizzare i grafici p-V per risolvere problemi e proprietà determinare il lavoro e il calore scambiato in le trasformazioni termodinamiche e loro proprietà: isobare, processi termodinamici isocore, isoterme, cicliche definizione di lavoro termodinamico il primo principio della termodinamica applicazioni del primo principio ai differenti tipi di trasformazioni: isobare, isocore, isoterme, cicliche calori specifici del gas perfetto* conservazione dell’energia in presenza e assenza di scambi di calore le trasformazioni termodinamiche e loro proprietà: adiabatiche* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 applicazioni del primo principio alle trasformazioni adiabatiche* trasformazioni quasi cicliche* 4. Il secondo e il terzo principio della Conosce: È in grado di: termodinamica* spiegare una macchina termica e le sue proprietà risolvere problemi sulle macchine termiche e il loro rendimento definizione di sorgente di calore in termodinamica risolvere problemi utilizzando il secondo principio il secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin della termodinamica e Clausius ed equivalenza tra i due enunciati determinare se un processo termodinamico è definizione di rendimento di una macchina termica reversibile o irreversibile enunciato del secondo principio della termodinamica risolvere problemi legati al ciclo di Carnot mediante l’uso del rendimento tracciare il ciclo di una macchina termica definizione di trasformazione termodinamiche reversibili e irreversibili e loro proprietà il teorema di Carnot definizione e proprietà del ciclo di Carnot rendimento di una macchina di Carnot rendimento di una macchina termica reale che lavori tra due temperature e massimo rendimento di una macchina termica il motore di un’automobile il frigorifero: ciclo e proprietà le pompe di calore e il motore ad aria calda disuguaglianza di Clausius definizione di entropia e sue proprietà entropia di un sistema isolato definizione mediante l’entropia del secondo principio della termodinamica l’entropia in un sistema non isolato il secondo principio dal punto di vista molecolare e l’equazione di Boltzmann il terzo principio della termodinamica (principio di Nernst) Esperienze: misure qualitative sul ciclo di un motore ad aria calda (dimostrativa) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 misure qualitative sul ciclo di un frigorifero (dimostrativa) misure quantitative sul ciclo di un motore ad aria calda (dimostrativa) misure quantitative sul ciclo di un frigorifero (dimostrativa) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe IV Liceo delle scienze applicate (LSA)e IV Liceo delle scienze applicate motorio-sportivo (LSAM) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. Gravitazione 6 I 1 - 2. Termologia e termodinamica 15 I 1 - 3. Onde 22 I-II 1 - 4. Elettrostatica 32 II 1 5. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 20 I-II 6. Destinate all’attività del Consiglio di classe 4 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 Gravitazione 1. La gravitazione Conosce: È in grado di: le leggi di Keplero e i sistemi cosmologici del XVI e XVII riesce a risolvere problemi relativi alla forza gravitazionale e alla forza peso, all’energia la legge di gravitazione universale e proprietà della forza potenziale e meccanica relative al caso di forza gravitazionale peso e forza gravitazionale differenza tra massa inerziale e massa gravitazionale riesce ad utilizzare le leggi di Keplero in semplici esperimento di Cavendish: determinazione del valore della costante esercizi* gravitazione universale * riesce a risolvere problemi relativi al moto di relazione tra forza peso e forza gravitazionale: determinazione di g satelliti * moto dei satelliti: orbite, orbita geostazionaria e velocità lungo una data traiettoria * assenza apparente di gravità* deduzione delle leggi di Keplero* il campo gravitazionale: definizione, proprietà, esempi definizione e proprietà dell’energia potenziale gravitazionale energia potenziale della forza peso come caso limite dell’energia potenziale gravitazionale* conservazione dell’energia meccanica in presenza della forza gravitazionale velocità di fuga* Esperienze*: massa gravitazionale e inerziale: rivisitazione delle esperienze svolte in cinematica (utilizzando la caduta libera del grave e il II principio della dinamica) ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Termologia e Termodinamica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1 Calore e propagazione del calore 2. Teoria dei gas perfetti Abilità Conosce : È in grado di: definizione di calore e sue unità di misura risolvere problemi sulla temperatura e sul calore e sull’equilibrio termico definizione di temperatura e sue unità di misura risolvere problemi usando un calorimetro equilibrio termico e principio zero della termodinamica risolvere problemi sulla propagazione del calore descrizione e utilizzo del calorimetro delle mescolanze utilizzare correttamente il calorimetro negli calore e lavoro: equivalente meccanico del calore esperimenti di calorimetria* propagazione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento termico Esperienze*: calorimetro I: determinazione del calore specifico di un solido e/o della capacità termica equivalente meccanico della caloria (dimostrativa) Conosce: È in grado di : Prima e seconda legge di Gay-Lussac e temperatura assoluta risolvere problemi sui gas Legge di Boyle risolvere problemi sulle trasformazioni e l’equazione di stato dei gas perfetti gas perfetto: definizione, proprietà, l’equazione di stato riconoscere il tipo di trasformazione che un gas gas perfetto: modello microscopico sta subendo gas perfetto: cammino libero medio di una molecola, velocità risolvere problemi relativi al principio di quadratica media ed energia cinetica media di una molecola, equipartizione e all’energia interna urti molecolari e interpretazione microscopica della pressione* risolvere problemi relativi al modello molecolare del gas perfetto* gas perfetto: interpretazione microscopica della temperatura assoluta gas perfetto: definizione di gradi di libertà di una molecola e principio di equipartizione dell’energia gas perfetto: energia interna gas perfetto: casi di applicabilità del modello ai gas reali * ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperiemze*: verifica della leggi di Gay-Lussac e/o della legge di Boyle 3. Il primo principio della termodinamica Conosce: È in grado di : campo di studio della termodinamica risolvere problemi sulle differenti trasformazioni termodinamiche (isobare, isocore, isoterme e definizione di: sistema fisico e ambiente esterno cicliche; adiabatiche*) e sul primo principio della definizione di: sistema termodinamico, stato del sistema, termodinamica fluido omogeneo, variabili/funzioni di stato, grandezza determinare il lavoro compiuto e gli scambi di estensiva/intensiva calore in processi termodinamici energia interna di un sistema termodinamico: definizione e descrivere le trasformazioni termodinamiche proprietà rappresentate in grafici p-V (isobare, isocore, definizione di equilibrio termodinamico isoterme e cicliche; adiabatiche*) e sul primo definizione di trasformazioni termodinamiche principio della termodinamica definizione di trasformazioni reali e quasi statiche e loro utilizzare i grafici p-V per risolvere problemi e proprietà determinare il lavoro e il calore scambiato in le trasformazioni termodinamiche e loro proprietà: isobare, processi termodinamici isocore, isoterme, cicliche definizione di lavoro termodinamico il primo principio della termodinamica applicazioni del primo principio ai differenti tipi di trasformazioni: isobare, isocore, isoterme, cicliche calori specifici del gas perfetto* conservazione dell’energia in presenza e assenza di scambi di calore le trasformazioni termodinamiche e loro proprietà: adiabatiche* applicazioni del primo principio alle trasformazioni adiabatiche* trasformazioni quasi cicliche* 4. Il secondo e il terzo principio della Conosce: È in grado di: termodinamica* spiegare una macchina termica e le sue proprietà risolvere problemi sulle macchine termiche e il loro rendimento definizione di sorgente di calore in termodinamica risolvere problemi utilizzando il secondo principio il secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin della termodinamica e Clausius ed equivalenza tra i due enunciati determinare se un processo termodinamico è definizione di rendimento di una macchina termica ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 enunciato del secondo principio della termodinamica mediante l’uso del rendimento definizione di trasformazione termodinamiche reversibili e irreversibili e loro proprietà il teorema di Carnot definizione e proprietà del ciclo di Carnot rendimento di una macchina di Carnot rendimento di una macchina termica reale che lavori tra due temperature e massimo rendimento di una macchina termica il motore di un’automobile il frigorifero: ciclo e proprietà le pompe di calore e il motore ad aria calda disuguaglianza di Clausius definizione di entropia e sue proprietà entropia di un sistema isolato definizione mediante l’entropia del secondo principio della termodinamica l’entropia in un sistema non isolato il secondo principio dal punto di vista molecolare e l’equazione di Boltzmann il terzo principio della termodinamica (principio di Nernst) Esperienze: misure qualitative sul ciclo di un motore ad aria calda (dimostrativa) misure qualitative sul ciclo di un frigorifero (dimostrativa) misure quantitative sul ciclo di un motore ad aria calda (dimostrativa) misure quantitative sul ciclo di un frigorifero (dimostrativa) reversibile o irreversibile risolvere problemi legati al ciclo di Carnot tracciare il ciclo di una macchina termica ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Onde CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Onde meccaniche e onde sonore Abilità Conosce: È in grado di: definizione di onda risolvere problemi sulle onde armoniche e periodiche onde trasversali e longitudinali: definizione e proprietà risolvere problemi sulle onde meccaniche ed i differenza tra onde meccaniche e onde elettromagnetiche fenomeni ad essi correlati definizione di sorgente d’onda e relazione sorgente-tipo risolvere problemi sulle onde sonore ed i fenomeni d’onda ad esso correlati onde elastiche: definizione e proprietà risolvere problemi sulla risonanza e le onde esempio di onde non elastiche: onde in acqua* stazionarie* definizione di direzione di propagazione/raggio e fronte d’onda definizione di onde periodiche e proprietà distintive onde armoniche: definizione legge delle onde armoniche: definizione e proprietà onde armoniche: punti in opposizione di fase ed in fase principio di sovrapposizione interferenza e diffrazione di onde armoniche: definizione e proprietà onda sonora: definizione, proprietà, produzione e propagazione velocità del suono in aria velocità e caratteristiche del suono nei gas, nei liquidi e nei solidi suoni, infrasuoni e ultrasuoni e limiti di udibilità* caratteri distintivi del suono: altezza, intensità e timbro suono puro, suono complesso e rumore* riflessione, rimbombo ed eco: definizione e proprietà risonanza e onde stazionarie* effetto Doppler: definizione e proprietà nei differenti sottocasi 2. Ottica geometrica: principi ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze*: molle: onde elastiche longitudinali e trasversali ondoscopio onde armoniche proprietà e fenomeni con ondoscopio onde armoniche e non con oscilloscopio e generatore d’onde suoni con oscilloscopio, microfono e generatore d’onde suoni e rumori con oscilloscopio e microfono: diapason, voce umana maschile e femminile, .... tubo di Kundt e tubo di Quincke Conosce: È in grado di: il modello ondulatorio e il modello corpuscolare: proprietà e risolvere problemi sulla riflessione, la rifrazione e differenze e cenni storici* la riflessione totale e più in generale di ottica geometrica definizione di sorgente di luce e corpo illuminato utilizzare il principio di Huygens in semplici casi* definizione di corpo trasparente, opaco, traslucido verificare sperimentalmente le leggi della definizione di sorgente puntiforme ed estesa riflessione e della rifrazione* velocità della luce nel vuoto e nei mezzi trasparenti e determinare sperimentalmente l’angolo limite di definizione di indice di rifrazione riflessione totale * la luce è un’onda elettromagnetica analizzare lo spettro dei colori emessi/assorbiti da campo del visibile e relazione frequenza-colore una sorgente* definizione di ottica geometrica definizione di: energia raggiante, flusso di radiazione (o di potenza), irradiamento e intensità di radiazione * principio di Huygens* la riflessione della luce: definizione e leggi che la governano la diffusione della luce i colori dei corpi illuminati* la rifrazione della luce: definizione e leggi che la governano riflessione totale: definizione e proprietà la dispersione della luce arcobaleno* prisma ottico e prisma a riflessione totale * miraggi/fate morgane e fibre ottiche* 3. Ottica geometrica: applicazioni ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze*: banco ottico: rifrazione banco ottico: riflessione determinazione dell’angolo limite di riflessione totale esempi di dispersione analisi spettrale: spettro continuo emesso da lampade ad incandescenza e sole analisi spettrale: spettro discreto di alcune lampade spettrali il colore dei corpi illuminati Conosce: È in grado di: definizione di immagine risolvere problemi su specchi e lenti sottili convergenti e divergenti immagine reale e virtuale: definizione e proprietà approssimazioni dell’ottica geometrica specchio piano: proprietà specchio sferico: proprietà* lenti: definizione e proprietà lenti sferiche convergenti e divergenti: proprietà e differenze lenti sottili: definizione e loro proprietà caratteristiche lenti sottili convergenti: proprietà dell’immagine, fattore d’ingrandimento, equazione dei punti coniugati, potere diottrico, metodo per tracciare l’immagine lenti sottili divergenti: proprietà dell’immagine, fattore d’ingrandimento, equazione dei punti coniugati, potere diottrico, metodo per tracciare l’immagine aberrazioni delle lenti: aberrazione sferica e aberrazione cromatica* esempi di applicazioni delle lenti e degli specchi piani in strumenti* l’occhio e i difetti visivi: proprietà e paragone con i sistemi ottici* Esperienze*: lente sottile convergente: ingrandimento dell’immagine, formula delle lenti sottili, potere diottrico ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 4. Ottica ondulatoria occhio e difetti visivi (miopia e ipermetropia): studio con il banco ottico Conosce: È in grado di : interferenza della luce: definizione e proprietà risolvere problemi di ottica ondulatoria caratteristiche dell’interferenza prodotta da due fenditure verificare sperimentalmente le leggi (esperienza di Young e interferometro di Young) governano l’interferenza tra due fenditure* diffrazione della luce: definizione e proprietà verificare sperimentalmente le leggi governano la diffrazione di una fenditura* caratteristiche della diffrazione prodotta da una singola fenditura verificare sperimentalmente le leggi governano la diffrazione di una reticolo* caratteristiche della diffrazione prodotta da un reticolo* che che che Esperienze*: interferenza: esperienza di Young diffrazione: singola fenditura diffrazione: con reticolo Modulo/Unità didattica/Argomento 4 Elettromagnetismo CONTENUTI OBIETTIVI Conoscenze 1. Grandezze fondamentali elettrostatica Abilità Conosce : È in grado di : Carica elettrica e sue proprietà Risolvere problemi relativi alla forza di Coulomb, al campo elettrico, all’energia potenziale, al Definizione di conduttori, isolanti e semiconduttori potenziale elettrico, al flusso del campo elettrico e Metodi di elettrizzazione: strofinio, contatto, induzione, al teorema di Gauss, alla circuitazione del campo polarizzazione elettrico Principio di conservazione della carica Distinguere il metodo di caricamento di un corpo e Legge di Coulomb nel vuoto ed in un mezzo materiale caricare un corpo con differenti metodi Costante dielettrica assoluta e relativa di un materiale Dimostrare sperimentalmente l’esistenza di due Paragone legge di Coulomb e forza gravitazionale tipi di cariche Definizione di campo vettoriale e scalare ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Campo elettrico: definizione e proprietà (vettore campo elettrico, principio di sovrapposizione, linee di campo) Esempi di campo elettrico: sorgente puntiforme (positiva e negativa), dipolo elettrico, superficie piana infinita Definizione di vettore superficie Definizione e proprietà del flusso del campo elettrico Teorema di Gauss per il campo elettrico Densità lineare*, superficiale e volumica di carica Esempi di applicazione del teorema di Gauss per il campo elettrico: carica puntiforme positiva e negativa, distribuzione di carica piana e infinita singola e doppia, distribuzione sferica (caso opzionale: distribuzione lineare infinita*) Forze conservative ed energia potenziale (ripasso) Energia potenziale elettrica: concetto, energia potenziale elettrica generata da due cariche puntiformi e da un sistema di cariche, scelta del livello riferimento zero Paragone energia potenziale elettrica e gravitazionale Potenziale elettrico: definizione di differenza di potenziale, definizione di potenziale, unità di misura, superfici equipotenziali, scelta del riferimento Esempi di potenziale elettrico: carica puntiforme (positiva e negativa), distribuzione di carica piana e infinita Relazione tra campo elettrico e differenza di potenziale Relazione tra superfici equipotenziali e linee di campo elettrico Definizione di elettronvolt Circuitazione di un vettore: definizione e proprietà Circuitazione del campo elettrostatico: definizione e proprietà Esperienze*: Esperienze dimostrative di elettrostatica: bacchette strofinate, esistenza di due tipi di carica, metodi di caricamento di corpi solidi Campo elettrico: visualizzazione delle linee di campo 2. Equilibrio elettrostatico nei conduttori 3. Corrente elettrica e circuiti in c.c. ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conosce : È in grado di : Definizione di equilibrio elettrostatico Eseguire problemi sui conduttori in equilibrio elettrostatico Distribuzione delle cariche elettriche nei conduttori in equilibrio elettrostatico Eseguire problemi relativi ai condensatori, ai condensatori in serie e parallelo, all’energia e alla Conduttore in equilibrio elettrostatico: il campo elettrico, il densità di energia del campo elettrico potenziale elettrico, la distribuzione di carica superficiale, loro proprietà e problema generale dell’elettrostatica Convenzioni sulla scelta del livello zero del potenziale elettrico (messa a terra, messa a massa, caso carica puntiforme) Definizione di conduttore isolato* Capacità elettrostatica di un conduttore: definizione, unità di misura e proprietà Condensatore: definizione e proprietà Condensatore piano: definizione e proprietà (potenziale, campo elettrico, capacità) Condensatori in serie e parallelo: definizione e proprietà Energia immagazzinata in un condensatore e densità volumica di energia elettrica nel condensatore Energia e densità di energia del campo elettrico Significato del flusso e della circuitazione del campo elettrico Esperienze *: Esperienze dimostrative di elettrostatica: distribuzione delle cariche nei conduttori e differenza di distribuzione con gli isolanti, gabbia di Faraday Condensatore di Epino: proprietà dei condensatori a facce parallele Esperienza condensatori Conosce : È in grado di : Definizione di corrente elettrica Eseguire problemi sulla corrente c.c. e le grandezze ad essa correlate Intensità di corrente: definizione, unità di misura Eseguire problemi sulla prima legge di Ohm, Corrente elettrica: pericoli e norme di sicurezza seconda legge di Ohm, la resistività, su circuiti in Corrente continua (c.c.) presenza di resistenze in serie e parallelo Generatore di tensione e circuiti elettrici ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Collegamenti in serie e parallelo Prima legge di Ohm Resistenza elettrica: definizione, unità di misura, proprietà Definizione di resistore Resistori in serie e parallelo: definizione e loro proprietà Definizioni di nodo e maglia in un circuito Leggi di Kirchhoff Trasformazione dell’energia elettrica: effetto Joule, energia elettrica dissipata e potenza elettrica sviluppata, principio di conservazione dell’energia Forza elettromotrice di un generatore: definizione, unità di misura, proprietà Generatori reali* Conduzione in conduttori metallici Spiegazione microscopica dell’effetto Joule Velocità di deriva degli elettroni* Conduttori metallici: seconda legge di Ohm, resistività e sue proprietà Applicazioni della seconda legge di Ohm Cenni sulla conduzione in liquidi e gas e sulle differenze con i conduttori metallici* Esperienze*: Utilizzo di un tester/multimetro Curva caratteristica di una lampadina Prima legge di Ohm Codice dei colori dei resistori, resistori e condensatori Seconda legge di Ohm Resistenze in serie e parallelo Eseguire problemi utilizzando le leggi di Kirchhoff Eseguire problemi sull’effetto Joule, la potenza elettrica dissipata in c.c. Eseguire problemi sui generatori reali* Costruire un circuito in presenza di resistenze Leggere una curva caratteristica per distinguere conduttori ohmici e non ohmici Distinguere resistori e condensatori ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Classe V Liceo delle scienze applicate (LSA)e V Liceo delle scienze applicate motorio-sportivo (LSAM) MODULO/UNITA’ DIDATTICA/ARGOMENTO (comprensivo di recuperi in itinere, verifiche e correzione) Titolo DURATA PERIODO indicare le I o II ore quadrim. NUMERO MINIMO DI VERIFICHE Scritte Orali Pratiche 1. Elettromagnetismo 39 I 2 - 2. Relatività 15 II 1 - 3. Fisica quantistica 22 II 1 4. Ripassi/Recuperi in itinere/approfondimenti 20 I-II 5. Destinate all’attività del Consiglio di classe 3 I-II 2 - - - ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 1 Elettromagnetismo CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Grandezze fondamentali elettrostatico nei conduttori Abilità ed equilibrio Conosce : È in grado di : Teorema di Gauss Risolvere problemi relativi alla forza di Coulomb, al campo elettrico, all’energia potenziale, al Densità lineare*, superficiale e volumica di carica (da completare in base al programma svolto potenziale elettrico, al flusso e alla circuitazione Esempi di applicazione del teorema di Gauss per il campo in IV) del campo elettrico elettrico: carica puntiforme positiva e negativa, distribuzione Eseguire problemi sulla capacità di un conduttore e di carica piana e infinita singola e doppia, distribuzione di un condensatore, sui condensatori in serie e sferica (caso opzionale: distribuzione lineare infinita*) parallelo Forze conservative ed energia potenziale (ripasso) Energia potenziale elettrica: concetto, energia potenziale elettrica generata da due cariche puntiformi (e da un sistema di cariche*), scelta del livello riferimento zero Paragone energia potenziale elettrica e gravitazionale Potenziale elettrico: definizione di differenza di potenziale, definizione di potenziale, unità di misura, superfici equipotenziali, scelta del riferimento Esempi di potenziale elettrico: carica puntiforme (positiva e negativa), Esempi di potenziale elettrico: distribuzione di carica piana e infinita* Relazione tra campo elettrico e differenza di potenziale Relazione tra superfici equipotenziali e linee di campo elettrico Definizione di elettronvolt Circuitazione di un vettore: definizione e proprietà Circuitazione del campo elettrostatico: definizione e proprietà Definizione di equilibrio elettrostatico Distribuzione delle cariche elettriche nei conduttori in equilibrio elettrostatico Conduttore in equilibrio elettrostatico: il campo elettrico, il ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 potenziale elettrico, la distribuzione di carica superficiale, loro proprietà e problema generale dell’elettrostatica Convenzioni sulla scelta del livello zero del potenziale elettrico (messa a terra, messa a massa, caso carica puntiforme) Definizione di conduttore isolato* Capacità elettrostatica di un conduttore: definizione, unità di misura e proprietà Condensatore piano: definizione e proprietà (potenziale, campo elettrico, capacità) Condensatori in serie e parallelo: definizione e proprietà Energia immagazzinata in un condensatore e densità volumica di energia elettrica nel condensatore Energia e densità di energia del campo elettrico Esperienze*: Esperienze dimostrative di elettrostatica: distribuzione delle cariche nei conduttori e differenza di distribuzione con gli isolanti, gabbia di Faraday Condensatore di Epino: proprietà dei condensatori a facce parallele Esperienza condensatori 2. Corrente elettrica e circuiti in c.c. Conosce : È in grado di : Definizione di corrente elettrica Eseguire problemi sulla corrente e le grandezze ad essa correlate Conduzione in conduttori metallici Eseguire problemi sulla prima legge di Ohm, Cenni sulla conduzione in liquidi e gas e sulle differenze con i seconda legge di Ohm, la resistività, su circuiti in conduttori metallici presenza di resistenze in serie e parallelo Intensità di corrente: definizione, unità di misura Eseguire problemi utilizzando le leggi di Corrente elettrica: pericoli e norme di sicurezza Kirchhoff Corrente continua (c.c.) Eseguire problemi sull’effetto Joule, la potenza Generatore di tensione: definizione e proprietà elettrica dissipata in c.c. Circuito elettrico: come costruirlo e proprietà Eseguire problemi sui circuiti RC in c.c. Prima legge di Ohm Costruire un circuito in presenza di resistenze Resistenza elettrica: definizione, unità di misura, proprietà ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 3. Campo magnetico Definizione di resistore Conduttori metallici: seconda legge di Ohm, la resistività di un conduttore e sue proprietà Resistenze in serie e parallelo: definizione e loro proprietà Definizioni di nodo e maglia in un circuito Leggi di Kirchhoff Trasformazione dell’energia elettrica: effetto Joule, energia elettrica dissipata e potenza elettrica sviluppata, principio di conservazione dell’energia Spiegazione microscopica dell’effetto Joule Forza elettromotrice di un generatore: definizione, unità di misura, proprietà Leggere una curva caratteristica per distinguere conduttori ohmici e non ohmici Distinguere resistori e condensatori Esperienze*: Utilizzo di un tester/multimetro Curva caratteristica di una lampadina Prima legge di Ohm Codice dei colori dei resistori, resistori e condensatori Seconda legge di Ohm Resistenze in serie e parallelo Conosce: È in grado di: Magneti: proprietà Eseguire problemi sul campo magnetico Campo magnetico: definizione, proprietà, linee di campo Verificare la presenza di un campo magnetico in casi Analogie e differenze tra il campo elettrico e il campo magnetico Creare campi magnetici con sorgenti di varia natura Vettore campo magnetico B: definizione, proprietà, unità di misura Utilizzare la bilancia elettrodinamica di Cotton* Principio di sovrapposizione per il campo magnetico B Esperienza di Oersted: campi magnetici B generati da correnti e loro proprietà Esempi di campi magnetici B prodotti da correnti e loro proprietà: filo rettilineo, spira, solenoide Esperienza di Faraday: forza subita da una corrente in un campo magnetico B e sue proprietà ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienza di Ampere: forza tra fili percorsi da corrente e definizione di Ampere Origine microscopica del campo magnetico Spiegazione microscopica del campo magnetico generato dai magneti permanenti* Il motore elettrico: principi di funzionamento* Forza di Lorentz e sue proprietà Spiegazione mediante forza di Lorentz della forza esercitata da un campo magnetico B su un filo percorso da corrente Moto di una carica in un campo magnetico uniforme Moto di una carica in un campo elettrico e in un campo magnetico perpendicolari ed uniformi Flusso del campo magnetico B: definizione e proprietà Teorema di Gauss per il campo magnetico B Circuitazione del campo magnetico B: definizione e proprietà Teorema di Ampere per il campo magnetico B Elettromagneti: principi di funzionamento Dinamo: principi di funzionamento * Esperienze*: Esperienze dimostrative sul campo magnetico: campo magnetico terrestre, calamite permanenti, campo magnetico prodotto da filo rettilineo, spire, solenoidi Elettrocalamite Dinamo Bilancia elettrodinamica di Cotton Moto di una carica in campo elettrico uniforme perpendicolare alla velocità Moto di una carica in campo magnetico uniforme perpendicolare alla velocità Moto di una carica in presenza di campo elettrico e magnetico perpendicolari tra loro e alla velocità, caso campi uniformi ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 4. Induzione elettromagnetica e correnti Conosce: È in grado di: variabili nel tempo Correnti indotte: evidenze sperimentali Eseguire problemi utilizzando la legge di FaradayNeumann-Lentz Legge di Faraday-Neumann-Lentz e forza elettromotrice indotta Eseguire problemi sull’auto e la mutua induzione Correnti di Foucault* Eseguire problemi su circuiti puramente ohmico, puramente induttivi, puramente capacitivi in Autoinduzione: definizione e proprietà corrente alternata Coefficiente di autoinduzione di un circuito: definizione, unità Eseguire problemi su circuiti RR in corrente di misura, proprietà alternata Mutuainduzione: definizione e proprietà Eseguire problemi su circuiti RL, RC, RLC in Coefficiente di mutuainduzione tra due circuiti: definizione, corrente alternata * unità di misura, proprietà Eseguire misure su circuiti RR in corrente alternata Induttanze e circuiti in presenza di induttanze Eseguire misure su circuiti RL, RC, RLC in Energia e densità di energia del campo magnetico in un corrente alternata* circuito e/o in un’induttanza Costruire un semplice trasformatore * Alternatore: principi di funzionamento* Risolvere problemi relativi all’apertura e chiusura Corrente alternata: definizione, proprietà, valore efficace di di circuiti RC e RL in c.c. tensione e di corrente, energia e potenza dissipata in una resistenza Circuito puramente ohmico in corrente alternata: proprietà Circuito puramente induttivo in corrente alternata: proprietà* Circuito puramente capacitivo in corrente alternata: proprietà* Circuito RLC in corrente alternata: impedenza e sue proprietà, corrente istantanea e sue proprietà* Trasformatore: principi di funzionamento* Apertura e chiusura di un circuito RC e RL: fenomeni variabili nel tempo Esperienze*: Induzione magnetica: esperienze dimostrative qualitative Sicurezza in laboratorio in presenza di corrente alternata e differenziale Esperienze dimostrative sulle correnti di Focault Corrente alternata Circuiti RR in c.a. mediante oscilloscopio ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 5. Equazioni di elettromagnetiche Maxwell e le Circuiti RC in c.a. mediante oscilloscopio Circuiti RL in c.a. mediante oscilloscopio Circuiti RLC in c.a. mediante oscilloscopio Trasformatore Apertura e chiusura di un circuito RC e RL in c.c. con oscilloscopio onde Conosce : È in grado di : Campo elettrico indotto Risolvere problemi sulle equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche Asimmetria delle leggi di Gauss per E e B e asimmetria tra la legge di Ampere e Faraday-Neumann-Lentz* Corrente di spostamento Equazioni di Maxwell e loro proprietà (caso statico e caso dinamico) Definizione di campo elettromagnetico Onde elettromagnetiche: come si generano, propagazione, velocità, proprietà Relazione tra l’indice di rifrazione e la velocità dell’onda Onde elettromagnetiche piane: proprietà Energia trasportata da un’onda elettromagnetica Densità volumica media di energia e impulso di un’onda elettromagnetica* Spettro elettromagnetico: suddivisione (microonde, infrarosso, visibile, ultravioletto, X, gamma) e loro caratteristiche Esempi di applicazioni tecniche ed effetti delle radiazioni elettromagnetiche Esperienze*: Rilevazione di onde elettromagnetiche ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Modulo/Unità didattica/Argomento 2 Relatività CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Relatività ristretta Abilità Conosce: È in grado di: Invarianza della velocità della luce: contraddizioni tra la Risolvere problemi di relatività ristretta teoria di Maxwell e la meccanica classica Saper argomentare usando almeno uno degli Esperimento di Michelson-Morley: analisi e conseguenze esperimenti storici sulla validità della teoria della relatività Fisica classica: il concetto di tempo assoluto e il concetto di simultaneità Saper riconoscere il ruolo della relatività nelle applicazioni tecnologiche (es. GPS,…)* Assiomi della teoria della relatività: invarianza dei principi della fisica e della velocità della luce nei sistemi inerziali Risolvere problemi su urti e decadimenti usando formule relativistiche* Analisi relativistica del concetto di simultaneità Teoria della relatività: dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze nella direzione del moto e invarianza delle lunghezze nelle direzioni perpendicolari a quella del moto relativo in sistemi inerziali in moto relativo Le trasformazioni di Lorentz* Composizione della velocità tra due sistemi in moto relativo a velocità costante, teoria classica, relativistica e paragone tra le due, e confronto tra le trasformazioni di Lorentz e le trasformazioni di Galileo* La definizione di evento in relatività La definizione di invariante in relatività Quadrivettore* Definizione di spazio-tempo in relatività La massa relativistica Equivalenza tra massa ed energia L’energia totale relativistica L’energia cinetica relativistica Dinamica relativistica* La quantità di moto relativistica e l’impulso relativistico* ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Legge di conservazione della quantità di moto ed urti in relatività* Cenni di decadimenti di particelle* Applicazioni tecnologiche della relatività* Necessità dell’uso del modello relativistico nello studio delle particelle* Esperienze*: uso e simulazioni con software dedicato siti specifici Modulo/Unità didattica/Argomento 3 Fisica quantistica CONTENUTI OBIETTIVI L’ asterisco (*) indica gli obiettivi considerati non irrinunciabili Conoscenze 1. Modelli atomici classici Abilità Conosce : È in grado di : Cenni storici: evidenze sperimentali dell’esistenza degli atomi Risolvere problemi relativi al modello di e modelli pre-Thomson* Rutherford I raggi catodici: definizione e loro proprietà* Risolvere problemi relativi all’esperimento di Millikan e di Thomson Modello di Thomson* Eseguire l’esperienza di Millikan * Esperimento e modello di Rutherford Eseguire l’esperienza di Thomson* Esperimento di Millikan: quantizzazione della carica Esperienza di Thomson e carica specifica dell’elettrone (e/m) Esperienze* : Esperimento di Millikan Carica specifica dell’elettrone (e/m) 2. Crisi della fisica classica Conosce : Cenni storici È in grado di : Risolvere problemi relativi al corpo nero (modello ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 3. Teoria quantistica Intensità di irraggiamento Corpo nero: proprietà della radiazione emessa, legge di Stefan-Bolzmann, legge di Wienn, limiti della meccanica classica riguardanti la spiegazione Corpo nero: ipotesi di Planck Lavoro di estrazione di un elettrone da un metallo Esperimento di Lenard Effetto fotoelettrico: proprietà, limiti della meccanica classica riguardanti la spiegazione Quantizzazione della luce secondo Einstein e spiegazione dell’effetto fotoelettrico Effetto Compton Spettro dell’atomo di idrogeno* Esperimento di Franck e Hertz* classico e quantistico), all’effetto fotoelettrico, all’effetto Compton Risolvere problemi relativi allo spettro dell’atomo di idrogeno e all’esperimento di Frank-Hertz* Esperienze*: Saggi alla fiamma Spettroscopia: spettro discreto di alcune lampade spettrali Conosce: È in grado di : Modello di Bohr: quantizzazione dell’energia e dei raggi Risolvere problemi sul principio di atomici delle orbite, spiegazione dello spettro atomo idrogeno indeterminazione di Heisemberg e sul modello di DeBroglie Proprietà ondulatore della materia: dualismo onda-corpuscolo Risolvere problemi sul modello di Bohr e calcolare Diffrazione e interferenza degli elettroni ed esperimento di le frequenze emese per transizione dai livelli Davisson e Germer dell’atomo di Bohr Ipotesi di DeBroglie Riconoscere i limiti della trattazione classica in Quantizzazione di Bohr dell’atomo spiegata usando la problemi relazione di De Broglie Saper riconoscere il ruolo della fisica quantistica in Principio di indeterminazione di Heisemberg: situazioni reali e in applicazioni tecnologiche* posizione/quantità di moto, tempo/energia, origine fisica del principio Modello classico, quantistico e semiquantistico di una particella* il principio di sovrapposizione * Equazione di Schroduinger per l’atomo di idrogeno: modello e confronto con teoria di Bohr * ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Esperienze*: Proprietà ondulatorie della materia ed esperimento di Davisson e Germer Siti specifici ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 C. CRITERI DI VALUTAZIONE ITI: PROVE TEORICHE (ORALI / SCRITTE)* Griglia dei voti Indicatori Conoscenze Contenuti Abilità Linguaggio 1 Inesistenti (verifica in bianco o nessuna risposta) 2 Conoscenza quasi inesistente Inadeguato e scorretto Non è in grado di orientarsi e organizzare i contenuti irrinunciabili, dei contenuti irrinunciabili applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili Gravi lacune diffuse nella Inadeguato e scorretto Gravi lacune diffuse nell’orientarsi e nell’organizzare i contenuti conoscenza dei contenuti irrinunciabili, nell’applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili irrinunciabili Lacune diffuse, talune gravi, Spesso inadeguato e Lacune diffuse, talune gravi, nell’orientarsi e nell’organizzare i contenuti nella conoscenza dei contenuti scorretto irrinunciabili, nell’applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili irrinunciabili Conoscenza lacunosa, Non sempre adeguato Mostra lacune nell’orientarsi e nell’organizzare i contenuti irrinunciabili, imprecisa e superficiale dei e corretto nell’applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili contenuti irrinunciabili 3 4 5 6 7 8 Conoscenza dei contenuti irrinunciabili Conoscenza dei contenuti irrinunciabili e di alcuni contenuti non irrinunciabili Conoscenza dei contenuti irrinunciabili e dei contenuti non irrinunciabili, rielaborata Adeguato e corretto anche se semplice Adeguato e corretto Adeguato e corretto È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti irrinunciabili e alcuni contenuti non irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili e su alcuni contenuti non irrinunciabili È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili; organizza i contenuti secondo semplici 9 10 ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 secondo semplici criteri di sintesi Conoscenza ampia dei contenuti irrinunciabili e dei contenuti non irrinunciabili, rielaborata secondo criteri di sintesi Conoscenza ampia ed approfondita dei contenuti irrinunciabili e dei contenuti non irrinunciabili, rielaborata secondo criteri di sintesi criteri di sintesi Adeguato, corretto e ricco È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili anche in situazioni nuove; organizza i contenuti secondo criteri di sintesi Adeguato, corretto e ricco Utilizza autonomamente e in maniera efficace le conoscenze sia irrinunciabili sia non irrinunciabili in situazioni nuove con padronanza sull’organizzazione, sintesi e rielaborazione dei contenuti ITI: PROVE PRATICHE* Griglia dei Indicatori voti Non è in grado di compiere qualsiasi semplice osservazione sperimentale, misura, descrizione della strumentazione, analisi dati, 1 comparazione con la teoria e conclusioni, anche se guidato Gravi difficoltà nel compiere osservazioni sperimentali, misure, descrizioni della strumentazione coerenti e significative anche se 2 guidato. Non è in grado di compiere l’analisi dati, la comparazione con la teoria e le conclusioni anche se guidato Difficoltà nel compiere osservazioni sperimentali, misure, descrizioni della strumentazione coerenti e significative anche se guidato. 3 Gravi difficoltà di compiere l’analisi dati, la comparazione con la teoria e le conclusioni anche se guidato É in grado di compiere osservazioni sperimentali, misure, descrizioni della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria, 4 conclusioni molto lacunose e incomplete anche se guidato É in grado di compiere osservazioni sperimentali, misure, descrizioni della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria, 5 conclusioni lacunose e superficiali anche se guidato 6 É in grado di compiere semplici e coerenti osservazioni sperimentali, misure, descrizione della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria e conclusioni 7 8 9 10 ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 É in grado di compiere complete e coerenti osservazioni sperimentali, misure, descrizione della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria e conclusioni, utilizzando un linguaggio scientifico adeguato É in grado di compiere complete e coerenti osservazioni sperimentali, misure, descrizione della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria e conclusioni, utilizzando un linguaggio scientifico adeguato e fornendo un apporto personale crit ico É in grado di compiere complete e coerenti osservazioni sperimentali, misure, descrizione della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria e conclusioni, utilizzando un linguaggio scientifico adeguato ed appropriato, fornendo un apporto personale critico, sapendo trarre conclusioni aggiuntive anche non legate all’obbiettivo specifico richiesto dall’esperienza considerata É in grado di compiere complete e coerenti osservazioni sperimentali, misure, descrizione della strumentazione, analisi dati, comparazione con la teoria e conclusioni, utilizzando un linguaggio scientifico adeguato ed appropriato, fornendo un apporto personale critico, sapendo trarre conclusioni aggiuntive anche non legate all’obbiettivo specifico richiesto dall’esperienza considerata anche in situazioni non note *ITI: Il voto unico sia nel I sia nel II quadrimestre sarà così attribuito (di seguito P=pratico, T=teoriche sia scritte che orali): i) Il numero minimo di valutazioni teoriche è due (n° valutazioni T ≥2), ii) Il numero minimo di valutazioni pratiche è una (n° valutazioni P ≥1), iii) Le valutazioni teoriche e pratiche concorreranno alla formulazione del voto unico, iv) la valutazione teorica concorrerà per 2/3 alla formulazione del voto unico, mentre la valutazione pratica concorrerà per 1/3. ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 LSA/LSM/LSS: PROVE TEORICHE (ORALI / SCRITTE)** Griglia dei voti Indicatori Conoscenze Contenuti 3 4 5 6 7 8 Linguaggio Inesistenti (verifica in bianco o nessuna risposta) 1 2 Abilità Conoscenza quasi inesistente Inadeguato e scorretto dei contenuti irrinunciabili Gravi lacune diffuse nella Inadeguato e scorretto conoscenza dei contenuti irrinunciabili Lacune diffuse, talune gravi, Spesso inadeguato e nella conoscenza dei contenuti scorretto irrinunciabili Conoscenza lacunosa, imprecisa Non sempre adeguato e e superficiale dei contenuti corretto irrinunciabili Conoscenza dei contenuti irrinunciabili Conoscenza dei contenuti irrinunciabili e di alcuni contenuti non irrinunciabili Conoscenza dei contenuti irrinunciabili e dei contenuti non irrinunciabili, rielaborata secondo semplici criteri di sintesi Adeguato e corretto anche se semplice Adeguato e corretto Adeguato e corretto Non è in grado di orientarsi e organizzare i contenuti irrinunciabili, applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili Gravi lacune diffuse nell’orientarsi e nell’organizzare i contenuti irrinunciabili, nell’applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili Lacune diffuse, talune gravi, nell’orientarsi e nell’organizzare i contenuti irrinunciabili, nell’applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili Mostra lacune nell’orientarsi e nell’organizzare i contenuti irrinunciabili, nell’applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti irrinunciabili e alcuni contenuti non irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti irrinunciabili e su alcuni contenuti non irrinunciabili È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili; organizza i contenuti secondo semplici criteri di sintesi 9 10 ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 Conoscenza ampia dei contenuti irrinunciabili e dei contenuti non irrinunciabili, rielaborata secondo criteri di sintesi Conoscenza ampia ed approfondita dei contenuti irrinunciabili e dei contenuti non irrinunciabili, rielaborata secondo criteri di sintesi Adeguato, corretto e ricco Adeguato, corretto e ricco È in grado di orientarsi e organizzare i contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili, di applicare le conoscenze a esercizi sui contenuti sia irrinunciabili sia non irrinunciabili anche in situazioni nuove; organizza i contenuti secondo criteri di sintesi Utilizza autonomamente e in maniera efficace le conoscenze sia irrinunciabili sia non irrinunciabili in situazioni nuove con padronanza sull’organizzazione, sintesi e rielaborazione dei contenuti **LSA/LSM/LSS: Il voto unico sia nel I sia nel II quadrimestre sarà così attribuito (di seguito T=teoriche sia scritte che orali): i) Il numero minimo di valutazioni teoriche è due (n° valutazioni T ≥2), ii) la valutazione delle conoscenze e delle abilità (vedi documento di materia) concorreranno al voto unico in egual peso (50%), iii) le attività di laboratorio possono concorrere alla valutazione scritta e/o orale. ISTITUTO d’ISTRUZIONE SUPERIORE“E.TORRICELLI” MILANO MODELLO PRO-DID-MAT Progettazione didattica della Materia PQD04 D. MODALITA’ DIDATTICHE N. N. DI DOCENTI COINVOLTI N. DI CLASSI COINVOLTE Verifiche comuni 1 (test ingresso classi I) 5 9 (I ITI/I LSA/I LSM/I LSS) Verifiche comuni 2 2 4 (I ITI) Verifiche comuni 2 2 4 (II ITI) Verifiche comuni 2 4 5 (I LSA/LSS/LSAM) Verifiche comuni 2 4 5 (II LSA/LSS/LSAM) Verifiche comuni Prova del debito tutti classi parallele tutti tutte / / formativo di settembre Correzioni collegiali Prove del debito formativo di settembre Lezioni in classi diverse dalle proprie 0
