Programma di Fisica dell’indirizzo tecnico commerciale aziendale
a.s. 2013/2014
Classi prime ( IA, IB, IC )
Le grandezze fisiche
Definizione di grandezza fisica.
La misura diretta, indiretta e pseudodiretta
Distinzione tra grandezze fisiche fondamentali e derivati. Significato del termine ’’fondamentali’’ e
presentazione di quattro delle sette grandezze fondamentali ad poggi riconosciute: lunghezza, durata, massa e
temperatura. Loro caratterizzazione.
Alcuni esempi di grandezze fisiche derivate: area, volume, densità. Definizione di densità deduzione delle
unità di misura corrispondenti e significato fisico della g.f..
Le unità di misura delle g.f. nel S.I.; loro rapporto con multipli e sottomultipli.
Le equivalenze, la notazione scientifica e l’o.d.g..
Cause alla radice dell’incertezza nella misura di un dato per rilevazione diretta e indiretta di un dato: cenni
alla propagazione dell’errore nel caso della misura del perimetro di un poligono regolare a partire dal lato.
Procedimento per minimizzare gli errori di misura: definizione di valor medio, errore assoluto ed errore
relativo (percentuale); loro significato fisico e impiego.
Le relazioni tra le grandezze fisiche
La raccolta e la rappresentazione dei dati scientifici.
Le principali relazioni tra le grandezze fisiche: proporzionalità diretta, inversa, quadratica, quadratica inversa
e correlazione lineare.
Le diverse forme di rappresentazione di una relazione: tabelle, grafici, funzioni. Conoscenza delle peculiarità
delle diverse forme di rappresentazione. Applicazioni nella geometria e nella fisica: aspetti funzionali della
relazione (da una legge alle sue inverse in algebra e nella rappresentazione analitica sul piano cartesiano); il
concetto di simmetria rispetto alla bisettrice del primo e terzo quadrante associato all’operazione di
inversione della relazione matematica rispetto ad una delle due variabili rappresentate sugli assi. Esempi di
ogni genere di relazione proposta con particolare attenzione alla relazione tra i valori della Temperatura in
Kelvin e Celsius.
Distinzione funzionale tra grandezze di natura scalare e vettoriale.
Il concetto di vettore spostamento; sua distinzione rispetto alla grandezza distanza percorsa.
Elementi di algebra vettoriale: moltiplicazione per uno scalare (positivo o negativo); i vettori opposti; le
regole di composizione: regola del parallelogramma, del punta coda e sua generalizzazione nel metodo della
poligonale.
1
Somma vettoriale algebrica ( la differenza v. come sottocaso di somma vettoriale); regole di composizione
vettoriale: regola del punta-coda e sua generalizzazione nel metodo della poligonale nel caso di somma tra
più di due vettori; regola del parallelogramma.
Concetto di vettore risultante ed equilibrante (ad esso opposto). Caratterizzazione del vettore equilibrante di
un sistema di n vettori applicati in un punto (corpo puntiforme)
La scomposizione vettoriale come operazione inversa a quella di composizione (somma) vettoriale.
Le forze
Le forze fondamentali ad oggi riconosciute: forza gravitazionale, forza elettromagnetica e la forza nucleare
(forte e debole). Cenni ed esempi di forze in ognuna delle categorie con particolare riferimento alla forza
nucleare forte e alla sua responsabilità nella stabilità dell’atomo e con ciò della materia. Esempio di scoperta
per deduzione. Cenni alla struttura atomica della materia e alla struttura dell’atomo.
La forza di attrito e la forza elastica come esempi di forze di natura elettromagnetica. La nozione di contatto
in Fisica: prossimità atomica ma mai contatto di materia a livello microscopico. L’attrito e la sua natura
microscopica. Definizione del concetto di attrito e determinazione sperimentale della formula per il calcolo
della forza ’’di primo distacco’’ coincidente col massimo valore della forza di attrito. Il coefficiente di attrito
statico, numero puro: sua caratterizzazione e significato fisico. La forza di attrito e l’equilibrio su un piano
orizzontale: il concetto di reazione vincolare e inclusione della forza di attrito come evoluzione della
reazione vincolare nell’atto di messa in moto del corpo rispetto al piano su cui giace.
Distinzione tra corpi deformabili e indeformabili. Ulteriore distinzione all’interno della prima categoria tra
elastici e plastici. Limiti di validità della classificazione e sua utilità rispetto alla complessità dei corpi reali.
Gli effetti statici e dinamici delle forze. Per gli effetti statici (deformazioni) si è operata la distinzione rispetto
alla reazioni dei vari corpi e materiali alle azioni deformanti esterne: corpi elastici e corpi plastici.
Dipendenza della reazione da fattori interni al corpo ed esterni quali ad esempio la temperatura e l’entità
dell’azione deformante. Cenni alla natura elettrostatica delle forze reticolari responsabili delle forze
’’elastiche’’di richiamo.
Caratterizzazione dei corpi elastici attraverso la legge di Hooke: la molla come prototipo di corpo elastico.
La costante elastica Ks e il suo significato fisico come rivelatore delle prestazioni elastiche della singola
molla.
Le forze e il moto
La legge di gravitazione universale e la forza peso (cenni); peso lunare e peso terrestre. La massa elemento
sorgente e rivelatore di campo gravitazionale. Distinzione tra massa, caratteristica misurabile intrinseca del
corpo e il peso grandezza fisica estrinseca dipendente, oltre che dalla massa del corpo, dalle particolari
condizioni al contorno quali la massa del pianeta ospite. L’accelerazione di gravità terrestre e lunare. Cenni
al concetto intuitivo e scalare di velocità e a quello che accelerazione. Necessità di completare
l’informazione per le grandezze, quali velocità ed accelerazione ad esempio, in senso vettoriale: specificando
anche direzione e verso del moto.
La forza peso e la sua relazione con la massa: proprietà estrinseca la prima e proprietà intrinseca, invariante,
la seconda. Legge generale e legge particolare relativa al pianeta.
Cenni alla legge della gravitazione universale dal punto di vista funzionale: la relazione matematica tra i
valori della forza di attrazione gravitazionale, la distanza tra le due masse coinvolte e la distanza tra esse.
2
La forza peso e la caduta libera: esame di tabelle di valori del moto v-t. L’incremento del valore della
velocità nell’unità di tempo. Definizione del concetto di accelerazione misuratore degli effetti dinamici della
forza su un corpo libero da vincoli.
Il concetto di accelerazione : significato fisico dedotto a partire dall’esame di una tabella v-t nel caso della
caduta libera di un grave (vedi esperienze in laboratorio col tubo di Newton).
I principi della Dinamica. Dal terzo (p. di ‘azione e reazione’) al primo principio (caratterizzante i sistemi di
riferimento inerziali). Si procede in ordine inverso seguendo un criterio di semplicità espressiva e sulla base
della complessità del primo e del secondo p.d.D. così ricchi di conseguenze e implicazioni fisiche. Cenni
alle relazioni tra i vari principi. Il terzo principio della dinamica o principio di azione e reazione
(applicazioni).
Distinzione tra gli stati della materia.
Distinzione tra forze puntuali e forze distribuite su superfici. Il concetto di pressione indispensabile per
produrre e analizzare le dinamiche nei fluidi. La Pressione come concetto equivalente a quello di Forza per i
corpi solidi.
Dall’esperienza con la campana da vuoto in laboratorio al concetto di vuoto: definizione e significato fisico
del concetto di pressione. Osservazione sulla relazione tra le diverse unità di misura della pressione.
Applicazioni nella quotidianità: il principio di Pascal, la legge di Stevino, la misura della pressione
atmosferica esterna con l’esperienza di Torricelli. Il vuoto e la teoria dell’horror vacui (cenni).
Considerazioni sulla natura, il ruolo e gli effetti dell’atmosfera planetaria. Cenni alla realtà microscopica dei
corpi: dai moti browniani all’agitazione termica. Il concetto di ’’morte termica’’ e il valore limite per la
temperatura. Relazione tra temperatura e velocità media molecolare. Interpretazione su scala microscopica
degli stati della materia, e dei cambiamenti di stato. Il comportamento anomalo dell’acqua e la disposizione
molecolare a retico esagonale. Le modalità di propagazione del calore: loro caratterizzazione e loro scoperta
per via sperimentale esaminando un semplice da banco.
Considerazione sui passaggi di stato e analisi del fenomeno dell’ebollizione dell’acqua alla luce della teoria
cinetica del calore, del principio di Archimede (della legge di Stevino da cui può essere ricavato). Il binomio
(P,T) come caratterizzante di un passaggio di stato. Il principio di Archimede e le sue applicazioni anche nel
determinare le condizioni di galleggiamento di un corpo.
Civitavecchia lì 6/06/2014
La professoressa Stefania Stella
3
