fisica 3A

Liceo Scientifico Statale “Bruno Touschek”
Classe III sez. A
prof.ssa N. Andreuzzi
Programma svolto e obiettivi raggiunti di
Fisica
anno scolastico 2015/2016
Libri di Testo: Ugo Amaldi
L’Amaldi per i licei scientifici.blu vol.1
Scienze
Zanichelli
(Le minime competenze sono evidenziate con sottolineatura)
Mod. 1 Dinamica
U.D.1.1:I principi della dinamica – ripasso e completamento
Argomenti: I principi della dinamica. La forza peso. Sistemi di riferimenti accelerati e forze fittizie. Forze tra superfici:
l’attrito radente. Resistenza in un mezzo. La forza elastica. La forza Centripeta.
Obiettivi raggiunti: Individua le condizioni sotto le quali un sistema si può definire inerziale. Esprime il principio di
relatività galileiana. Analizza e interpreta le formule relative alle forze d’attrito statico e dinamico, della resistenza in un
mezzo, della forza elastica e della forza centripeta. Formalizza il primo e il secondo principio della dinamica. Esprime la
relazione tra gli effetti delle forze di interazione tra due corpi e le masse dei corpi che interagiscono.
Ipotizza
l’origine dell’attrito. Distingue tra attrito statico e attrito dinamico.
Interpreta la resistenza aerodinamica e definisce la
velocità limite. Esprime la legge di Hooke. Definisce la forza centrifuga.
U.D.1.2:Lavoro ed Energia
Argomenti: Lavoro di una forza costante e di una che dipende dalla posizione. Energia cinetica. Forze conservative.
Energia potenziale e potenziale gravitazionale. Energia potenziale elastica. Conservazione dell’energia meccanica.
Collegamenti con la gravitazione (velocità di fuga e buchi neri) e con l’Equazione di Bernoulli.
Interpreta le leggi che mettono in relazione il
Obiettivi raggiunti: Rappresenta il legame tra lavoro ed energia.
lavoro con l’energia cinetica, potenziale gravitazionale e potenziale elastica.
Interpreta la procedura per la definizione
dell’energia potenziale associata a una forza conservativa. Indica i casi di lavoro motore e lavoro resistente. Individua le
procedure per calcolare il lavoro totale compiuto da più forze. Formalizza il teorema dell’energia cinetica. Applica il
principio di conservazione dell’energia. Definisce il lavoro compiuto da una forza costante.
Interpreta graficamente
il lavoro. Esprime i concetti di forza conservativa e non conservativa. Formalizza il concetto di portata e formulare
l’equazione di continuità. Formalizza il concetto di tensione superficiale. Applica l’equazione di continuità e l’equazione
di Bernoulli nella risoluzione di problemi proposti. Valuta alcune delle applicazioni tecnologiche relative ai fluidi applicate
nella quotidianità.
U.D.1.3: La Gravitazione
Argomenti: Fisica della Terra e fisica del Cielo. La legge di gravitazione universale. Le leggi di Keplero. Attrazione
gravitazionale e peso dei corpi. Le orbite dei satelliti attorno alla Terra. L’energia potenziale gravitazionale.
Conservazione dell’energia, velocità di fuga e buchi neri. Dall’azione a distanza a campo gravitazionale.
Collegamenti con l’ellisse e l’iperbole in matematica.
Rappresenta il concetto di campo di forza. Indica gli ambiti di
Obiettivi raggiunti: Formula le leggi di Keplero.
applicazione della legge di gravitazione universale. Utilizza la legge di gravitazione universale per il calcolo della
costante G e per il calcolo dell’accelerazione di gravità sulla Terra.
Definisce la velocità di fuga di un pianeta e
descrivere le condizioni di formazione di un buco nero. Calcola l’interazione gravitazionale tra due corpi.
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Classe III sez. A
prof.ssa N. Andreuzzi
U.D.1.4:La quantità di moto
Argomenti: La quantità di moto. L’impulso di una forza. La conservazione della quantità di moto. Urti e leggi di
conservazione. Urti anelastici ed elastici.
Obiettivi raggiunti: Definisce i vettori quantità di moto e impulso di una forza. Riconosce che, all’interno di un sistema
isolato, la legge di conservazione vale per la quantità di moto totale del sistema e non per quella dei singoli corpi. Utilizza
le leggi di conservazione per risolvere problemi relativi al moto dei corpi nei sistemi complessi.
Risolve problemi di
urto elastico e anelastico. Introduce il concetto di forza media per il calcolo dell’impulso e ne illustra il significato fisico.
Mod. 2 Termodinamica
U.D.2.1:La Temperatura
Argomenti: La temperatura e la sua misura. Equilibrio termico e principio zero della Termodinamica. Dilatazione
termica di solidi e liquidi. Le leggi dei gas: Boyle, Gay-Lussac. Dei gas perfetti. La temperatura assoluta. L’equazione di
stato dei gas perfetti.
Obiettivi raggiunti: Formula il principio zero della termodinamica e stabilisce il protocollo di misura per la temperatura.
Effettua le conversioni dalla scala Celsius alla Kelvin, e viceversa.
Mette a confronto le dilatazioni volumiche di
liquidi e solidi. Formula le leggi che regolano le trasformazioni dei gas, individuandone gli ambiti di validità. Definisce e
dimostra l’equazione di stato del gas perfetto. Utilizza correttamente le relazioni appropriate alle risoluzioni dei diversi
problemi.
U.D.2.2:I gas e la teoria microscopica della materia
Argomenti: La teoria microscopica della materia. La teoria cinetica dei gas e la temperatura e la pressione. I gas reali.
Obiettivi raggiunti: Esprime la relazione fondamentale tra pressione ed energia cinetica media delle molecole. Ricava
l’espressione della velocità quadratica media. Formula e dimostra l’equazione di van der Waals per i gas reali.
U.D.2.3:Il calore
Argomenti: Da fluido calorico ad energia in transito. Capacità termica e calore specifico. Calorimetria. Propagazione del
calore: conduzione, convezione e irraggiamento. Gli stati della materia. I cambiamenti di stato. Evaporazione ed
equilibrio liquido-vapore. Passaggi liquido-vapore per i gas reali.
Obiettivi raggiunti: Descrive l’esperimento di Joule. Discute le caratteristiche della conduzione e della convezione.
Spiega il meccanismo dell’irraggiamento e la legge di Stefan-Boltzmann. Descrive l’effetto serra. Descrive la condizione
di equilibrio liquido-vapore e pressione di vapore saturo. Definisce la capacità termica e il calore specifico di una sostanza.
Utilizza il calorimetro per la misura dei calori specifici. Definisce la caloria.
Rappresenta le caratteristiche comuni
delle forze intermolecolari. Definire il concetto di calore latente nei cambiamenti di stato. Esprime
il
concetto
di
temperatura critica.
U.D. 2.4: Il primo Principio della Termodinamica
Argomenti: Gli scambi di energia. L'energia interna di un sistema fisico. Gli scambi di Energia. L'energia interna di un
sistema fuisico. Il Principio Zero della Termodinamica. Trasformazioni reali e quasistatiche. Il lavoro termodinamico.
Enunciazione del Primo Principio della Termodinamica. Applicazioni del primo principio. Le trasformazioni adiabatiche.
Obiettivi raggiunti: Esamina gli scambi di energia tra i sistemi e l’ambiente. Indica le variabili che identificano lo stato
termodinamico di un sistema. Formula il concetto di funzione di stato. Mette a confronto trasformazioni reali e trasformazioni
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quasistatiche. Formalizza il principio zero della termodinamica Interpretare il lavoro termodinamico in un grafico
pressione-volume. Applica le relazioni appropriate in ogni singola e diversa trasformazione di stato. Interpreta il primo
principio della termodinamica alla luce del principio di conservazione dell’energia. Esamina le possibili, diverse, trasformazioni
termodinamiche. Descrive l’aumento di temperatura di un gas in funzione delle modalità con cui avviene il riscaldamento.
Esprimere la differenza tra grandezze estensive e intensive. Definisce il lavoro termodinamico. Riconoscere che il lavoro
termodinamico è una funzione di stato. Descrivere le principali trasformazioni di un gas perfetto, come applicazioni del
primo principio. Definire le trasformazioni cicliche.
U.D. 2.5: Il secondo Principio della Termodinamica
Argomenti: Le macchine termiche. I enunciato: Lord Kelvin. II enunciato: Rudolf Clausius. Terzo enunciato: il
rendimento. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Il motore dell’automobile. Il frigorifero.
Obiettivi raggiunti: Analizza come sfruttare l’espansione di un gas per produrre lavoro. Analizza alcuni fenomeni della
vita reale dal punto di vista della loro reversibilità, o irreversibilità. Descrive il principio di funzionamento di una
macchina termica. Descrivere il bilancio energetico di una macchina termica. Indicare le condizioni necessarie per il
funzionamento di una macchina termica. Analizzare il rapporto tra il lavoro totale prodotto dalla macchina e la quantità di
calore assorbita. Definire il concetto di sorgente ideale di calore. Definire il rendimento di una macchina termica. Definire
la macchina termica reversibile e descriverne le caratteristiche. Formulare il terzo enunciato del secondo principio.
Mettere a confronto i primi due enunciati del secondo principio e dimostrare la loro equivalenza.
Applica le relazioni individuate al fine di risolvere i problemi proposti
Grottaferrata, 8 Giugno 2016
L’Insegnante
Nadia Andreuzzi