fisica_2 - Giovanni Maironi da Ponte

PROGRAMMAZIONE D’AREA DI
FISICA
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SECONDO BIENNIO e QUINTO ANNO
(Liceo Scientifico/Scienze Applicate)
ANNO SCOLASTICO 2016-2017
DOCENTI:
CAPRI MATTEO
COLOMBO GIANMARIO
GARDI DANIELA
GNANI ANDREA
RIGOLI PAOLO
Presezzo, 08 ottobre 2016
Programmazione d’Area Fisica 2° biennio + quinta liceo a.s. 2016-17 coordinatore prof. Colombo
PROGRAMMAZIONE SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO
LICEO SCIENTIFICO/SCIENZE APPLICATE
NORMATIVA DI RIFERIMENTO PER LA STESURA DELLA PROGRAMMAZIONE D’AREA
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Raccomandazione 2006/962/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 18 dicembre 2006;
Regolamento sulla revisione dei licei;
Profilo dei licei, All. A al Regolamento dei licei;
Indicazioni Nazionali per i Licei.
Area metodologica
 Aver acquisito un metodo di studio autonomo e flessibile, che consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali e di continuare in modo efficace i successivi studi
superiori, naturale prosecuzione dei percorsi liceali, e di potersi aggiornare lungo
l’intero arco della propria vita.
 Essere consapevoli della diversità dei metodi utilizzati dai vari ambiti disciplinari ed essere in grado di valutare i criteri di affidabilità dei risultati in essi raggiunti.
 Saper compiere le necessarie interconnessioni tra i metodi e i contenuti delle singole
discipline.
Area logico-argomentativa
 Saper sostenere una propria tesi e saper ascoltare e valutare criticamente le argomentazioni altrui.
 Acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, ad identificare i problemi e a individuare possibili soluzioni.
Area linguistica e comunicativa
 Saper leggere e comprendere testi complessi di diversa natura, cogliendo le implicazioni e le sfumature di significato proprie di ciascuno di essi, in rapporto con la tipologia e il relativo contesto storico e culturale.
 curare l’esposizione orale e saperla adeguare ai diversi contesti.
Area scientifica, matematica e tecnologica
 Possedere i contenuti fondamentali delle scienze fisiche padroneggiandone le procedure e i metodi di indagine propri, anche per potersi orientare nel campo delle scienze
applicate.
 Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e telematici nelle attività
di studio e di approfondimento; comprendere la valenza metodologica dell’informatica
nella formalizzazione e modellizzazione dei processi complessi e nell’individuazione di
procedimenti risolutivi.
Risultati di apprendimento specifici del Liceo Scientifico
Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno:
 aver acquisito una formazione culturale equilibrata nei due versanti linguistico-storicofilosofico e scientifico; comprendere i nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero,
anche in dimensione storica, e i nessi tra i metodi di conoscenza propri della matematica e delle scienze sperimentali e quelli propri dell’indagine di tipo umanistico;
 saper cogliere i rapporti tra il pensiero scientifico e la riflessione filosofica;
 saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la
risoluzione di problemi;
 aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali delle scienze e, anche attraverso l’uso sistematico del laboratorio, una padronanza dei linguaggi specifici
e dei metodi di indagine propri delle scienze sperimentali;
 essere consapevoli delle ragioni che hanno prodotto lo sviluppo scientifico e tecnologico
Programmazione d’Area Fisica 2° biennio + quinta liceo a.s. 2016-17 coordinatore prof. Colombo

nel tempo, in relazione ai bisogni e alle domande di conoscenza dei diversi contesti,
con attenzione critica alle dimensioni tecnico-applicative ed etiche delle conquiste
scientifiche, in particolare quelle più recenti;
saper cogliere la potenzialità delle applicazioni dei risultati scientifici nella vita quotidiana.
Opzione Scienze applicate
Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno:
 aver appreso concetti, principi e teorie scientifiche anche attraverso esemplificazioni
operative di laboratorio;
 elaborare l’analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di strategie atte a favorire la scoperta scientifica;
 analizzare le strutture logiche coinvolte ed i modelli utilizzati nella ricerca scientifica;
 individuare le caratteristiche e l’apporto dei vari linguaggi (storico-naturali, simbolici,
matematici, logici, formali, artificiali);
 comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione fra scienza e vita quotidiana;
 saper utilizzare gli strumenti informatici in relazione all’analisi dei dati e alla modellizzazione di specifici problemi scientifici e individuare la funzione dell’informatica nello
sviluppo scientifico;
 saper applicare i metodi delle scienze in diversi ambiti.
COMPETENZE

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Osservare e identificare fenomeni
Fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti
del metodo sperimentale, dove
l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi
critica dei dati e dell’affidabilità di
un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli.
Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione.
Comprendere e valutare le scelte
scientifiche e tecnologiche che interessano la società.
CONOSCENZE
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ABILITÀ
Conoscere i contenuti disciplinari e il relativo linguaggio
specifico
Conoscere le principali leggi
della fisica
Conoscere i principali modelli interpretativi, procedimenti e strumenti dell'indagine
scientifica
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Saper collegare le varie
conoscenze ed essere in
grado di generalizzare i
concetti appresi.
Essere in grado di interpretare e sintetizzare le
conoscenze in modo funzionale ed efficace.
Essere in grado di interpretare un fenomeno,
una legge o una teoria
come risultato delle diverse variabili che lo determinano.
Essere in grado di rielaborare autonomamente
le conoscenze acquisite e
di utilizzare le conoscenze e gli strumenti specifici in contesti nuovi.
DEFINIZIONE DELLA SOGLIA DELLA SUFFICIENZA
ABILITÀ
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CONOSCENZE
Cogliere gli elementi essenziali di un discorso e
Conoscere gli argomenti fondamentali, seppure
sintetizzarlo in modo sufficientemente coerente, con qualche lacuna.
tenendo conto delle indicazioni dell’insegnante.
Rielaborare con sufficiente padronanza i contenuti in situazioni note.
Esporre in modo lineare e semplice, ma con sufficiente correttezza.
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CLASSE TERZA
NUCLEI FONDANTI CLASSE 3^
CONTENUTI ESSENZIALI CLASSE 3^
MECCANICA
I principi della dinamica e loro applicazioni
Richiamo sui principi della dinamica. Sistemi inerziali e non inerziali. La forza peso. La forza normale. Le forze di attrito. La tensione. Le forze e
l’equilibrio. La forza centripeta. La forza elastica. Il
pendolo.
Lavoro ed energia
Ripresa dei concetti di energia e lavoro svolti al biennio. Forze conservative e forze non conservative.
La conservazione dell’energia meccanica. La potenza. Il lavoro compiuto da una forza variabile.
L’energia potenziale elastica.
Impulso e quantità di moto
L’impulso di una forza. La quantità di moto. La
conservazione della quantità di moto. Urti in una
dimensione. Urti in due dimensioni. Il centro di
massa.
Cinematica e dinamica rotazionale
I corpi rigidi e il moto di rotazione. Relazione tra
grandezze angolari e grandezze tangenziali. Il
momento di una forza. Corpi rigidi in equilibrio. La
dinamica rotazionale di un corpo rigido. Il momento angolare e la sua conservazione.
La gravitazione
Il moto dei pianeti intorno al Sole. Le leggi di Keplero. La legge di gravitazionale universale. Massa
e peso. Satelliti in orbite circolari. Assenza apparente di gravità e gravità artificiale. L’energia potenziale gravitazionale.
I fluidi
Richiami di statica dei fluidi. Fluidi in movimento.
L’equazione di continuità. L’equazione di Bernoulli.
Applicazioni dell’equazione di Bernoulli. Il flusso viscoso.
TERMOLOGIA E TERMODINAMICA
Le leggi dei gas ideali e la teoria cinetica
Massa molecolare, mole e numero di Avogadro.
L’equazione di stato di un gas perfetto. La teoria
cinetica dei gas.
La termodinamica.
I sistemi termodinamici. Il principio zero della termodinamica. Il primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Trasformazioni
termodinamiche di un gas perfetto. I calori specifici
di un gas perfetto. Le macchine termiche. Il secondo principio della termodinamica. Il teorema di
Carnot e la macchina di Carnot. Frigoriferi, condizionatori e pompe di calore. L’entropia. Il terzo
principio della termodinamica.
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CLASSE QUARTA
NUCLEI FONDANTI CLASSE 4^
CONTENUTI ESSENZIALI CLASSE 4^
ONDE
Ripasso e completamento del moto armonico
Moto armonico semplice. Oscillatore armonico (sistema
massa – molla) e pendolo semplice. Conservazione
dell’energia nel moto armonico semplice. Oscillazioni
smorzate e forzate. Risonanza.
Le onde meccaniche
Definizione di onda. Esempi di fenomeni ondulatori. Classificazioni delle onde (meccaniche / elettromagnetiche /
gravitazionali; longitudinali / trasversali; impulsive / periodiche). Le onde periodiche (in particolare onde armoniche) e loro caratteristiche: periodo, lunghezza d’onda,
velocità. Equazione delle onde armoniche. Le onde su
una corda tesa. Riflessione, rifrazione, interferenza e diffrazione. Principio di Huygens. Onde stazionarie.
Le onde sonore
Definizione di onda sonora. Velocità di un’onda sonora.
Riflessione del suono: eco e rimbombo. Intensità e livello
di intensità di un’onda sonora. Frequenza dell’onda sonora: effetto Doppler, battimenti, armoniche su una corda
tesa fissata agli estremi, in un tubo aperto a un’estremità
e chiuso all’altra, in tubo aperto a entrambe le estremità.
Dall’ottica geometrica all’ottica ondulatoria. Il principio di
sovrapposizione e l’interferenza della luce. L’esperimento
di Young. Interferenza in lamine sottili. La diffrazione della luce.
L’interferenza e la natura ondulatoria della
luce
ELETTROMAGNETISMO
Forze elettriche e campi elettrici
L’origine dell’elettricità. Oggetti carichi e forza elettrica.
Conduttori e isolanti. Elettrizzazione per contatto e per
induzione. Polarizzazione. La legge di Coulomb. Il campo
elettrico. Linee di forza del campo elettrico. Il campo elettrico all’interno di un conduttore. Il teorema di Gauss.
Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di
cariche.
Energia potenziale elettrica e potenziale elet- Energia potenziale in un campo elettrico. Il potenziale etrico
lettrico. La differenza di potenziale elettrico di una carica
puntiforme. Le superfici equipotenziali e la loro relazione
con il campo elettrico. La circuitazione del campo elettrico. Condensatori e dielettrici.
Circuiti elettrici
Forza elettromotrice e corrente elettrica. Le leggi di Ohm.
La potenza elettrica. Connessioni in serie e in parallelo.
Circuiti con resistori in serie e in parallelo. La resistenza
interna. Le leggi di Kirchhoff. Le misure di corrente e di
differenza di potenziale. Condensatori in parallelo e in serie. I circuiti RC. La corrente elettrica nei liquidi.
Programmazione d’Area Fisica 2° biennio + quinta liceo a.s. 2016-17 coordinatore prof. Colombo
CLASSE QUINTA
NUCLEI FONDANTI CLASSE 5^
CONTENUTI ESSENZIALI CLASSE 5^
ELETTROMAGNETISMO
Interazioni magnetiche e campi magnetici
Interazioni magnetiche e campo magnetico. La forza di Lorentz. Il moto di una carica in un campo
magnetico. La forza magnetica su un filo percorso
da corrente. Il momento torcente su una spira percorsa da corrente. Campi magnetici prodotti da correnti. Il teorema di Gauss per il campo magnetico.
Il teorema di Ampère. I materiali magnetici.
Induzione elettromagnetica
Forza elettromagnetica indotta e correnti indotte.
La fem indotta in un conduttore in moto. La legge
dell’induzione
elettromagnetica
di
FaradayNeumann. La legge di Lenz. Mutua induzione e autoinduzione. L’alternatore e la corrente alternata. I
circuiti semplici in corrente alternata. Circuiti RLC in
corrente alternata. La risonanza nei circuiti elettrici.
Il trasformatore. Dispositivi a semiconduttore.
Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Le equazioni dei campi elettrostatico e magnetostatico. Campi che variano nel tempo. Le equazioni di
Maxwell. Le onde elettromagnetiche. Lo spettro elettromagnetico. L’energia trasportata da un’onda
elettromagnetica. L’effetto Doppler. La polarizzazione delle onde elettromagnetiche.
RELATIVITÀ E QUANTI
La relatività ristretta
Quale è la velocità della luce? I postulati della relatività ristretta. La relatività del tempo: dilatazione
temporale. La relatività delle distanze: contrazione
delle lunghezze. La quantità di moto relativistica.
L’equivalenza tra massa ed energia. La composizione relativistica delle velocità.
Particelle e onde
Il dualismo onda corpuscolo. La radiazione di corpo
nero e l’ipotesi di Planck. I fotoni e l’effetto fotoelettrico. La quantità di moto di un fotone e l’effetto
Compton. La lunghezza d’onda di de Broglie e la natura ondulatoria dei corpi materiali. Il principio di
indeterminazione di Heisenberg.
Dalla relatività generale allo studio dell’universo
(Argomento non oggetto di eventuale 2° prova)
Dalla relatività ristretta alla relatività generale.
Cenni di relatività generale. Le soluzioni della relatività generale. L’osservazione di un universo in evoluzione. Gli sviluppi della cosmologia osservativa
METODOLOGIA E STRUMENTI
Metodologie:
 lezione
 lezione
 attività
 attività
dialogata;
frontale;
a gruppi;
di laboratorio.
Strumenti:
 libro di testo;
 fotocopie;
 laboratorio di fisica;
 laboratorio di informatica.
VERIFICHE
Programmazione d’Area Fisica 2° biennio + quinta liceo a.s. 2016-17 coordinatore prof. Colombo
Tre verifiche nel trimestre (di cui una orale) con una eventuale quarta verifica solo per quegli
studenti che riportassero una valutazione complessiva insufficiente.
Quattro verifiche nel pentamestre di cui una orale oppure due verifiche scritte e due orali con
una eventuale quinta verifica solo per quegli studenti che riportassero una valutazione complessiva insufficiente.
Tipologie: Le verifiche saranno articolate in problemi, domande ed esercizi relativi al programma svolto e mireranno a verificare non solo l’acquisizione dei contenuti ma anche la capacità di rielaborazione e di riutilizzazione dei concetti acquisiti in vari contesti.

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RECUPERO
Recupero in itinere: il recupero avverrà prevalentemente durante le numerose esercitazioni, la correzione dei compiti assegnati a casa, la correzione delle verifiche, o durante
le interrogazioni, viste come momento di verifica formativa.
Tutoring.
Se necessario si attiveranno corsi di recupero in orario extra-scolastico.
ATTIVITA’ INTEGRATIVE e/o PROGETTI DELL’AREA
TIPO DI ATTIVITÀ
CLASSI COINVOLTE
Periodo
Fascia integrativa (*) – 12 ore per
classe
Classi quinte
Marzo - Maggio
Simulazione della seconda prova
dell’Esame di Stato (*)
Classi quinte
Fine Maggio / inizio Giugno
(*) Qualora Fisica sia 2° prova all’esame di Stato
COMPETENZE EUROPEE
In continuità con il primo biennio i docenti dell’area attraverso i contenuti disciplinari perseguono lo sviluppo delle competenze chiave europee:
 Comunicazione nella madrelingua
 Comunicazione in lingue straniere
 Competenze di base in matematica, scienze e tecnologia
 Competenza digitale
 Imparare a imparare
 Competenze sociali e civiche
 Senso di iniziativa e di imprenditorialità
 Consapevolezza ed espressione culturali
declinate in competenze di cittadinanza come specifica curvatura di quelle europee.
Competenza chiave di cittadinanza individuata dall’area:
RISOLVERE PROBLEMI
affrontare situazioni problematiche costruendo e verificando ipotesi, individuando le fonti e le
risorse adeguate, raccogliendo e valutando i dati, proponendo soluzioni utilizzando, secondo il
tipo di problema, contenuti e metodi delle diverse discipline.
Esplicitare quale strategia il docente mette in atto in classe per far raggiungere agli studenti la
competenza individuata:
Programmazione d’Area Fisica 2° biennio + quinta liceo a.s. 2016-17 coordinatore prof. Colombo
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Risolve in classe problemi di applicazione dei concetti e dei metodi studiati
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Propone problemi di natura diversa che consentono l’utilizzo dei metodi studiati
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Analizza in classe problemi che possono essere risolti con metodi diversi, sollecitando ed operando
dei confronti, indicando strategie

Utilizza applicazioni specifiche ti tipo informatico
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Utilizza diverse modalità di recupero/sostegno, a seconda dei bisogni (recupero in itinere, tutoring,…)
IL COORDINATORE D’AREA
(Prof. Gianmario Colombo)
Programmazione d’Area Fisica 2° biennio + quinta liceo a.s. 2016-17 coordinatore prof. Colombo