programma svolto per fisica e laboratorio

ANNO SCOLASTICO 2014/2015
ISA “VENTURI” (MODENA)
PROGRAMMA SVOLTO PER FISICA E LABORATORIO
(INDIRIZZO PROFESSIONALE GRAFICA)
CLASSE 1P
Prof.ssa Chiara Papotti e prof. Giuseppe Serafini (ITP)
Libro di testo: “Fisica_ Concetti in azione”, autori: Frank – Wysession – Yancopoulos, a cura di Martina
Serra, ed.Linx, Volume 1
Grandezze fisiche e misura.
Definizione di grandezza fisica. Cosa significa misurare.
Il Sistema Internazionale: grandezze fondamentali e derivate. Lunghezza, massa, tempo, area, volume.
Portata e sensibilità degli strumenti di misura. Valore medio ed errore assoluto come semidispersione.
Le forze.
Concetto di forza. Forze di contatto e forze a distanza. La forza peso. Relazione tra massa e peso.
La proporzionalità diretta. La forza elastica e la legge di Hooke. La forza di attrito. Tipi di attrito.
Grandezze vettoriali e scalari. Forze uguali e opposte. Equilibrio di un punto materiale.
Somma di forze aventi la stessa direzione.
Cinematica.
Definizione di velocità media e istantanea. Diagrammi spazio-tempo. Il moto rettilineo uniforme.
L’accelerazione. La decelerazione. Il moto di caduta libera dei corpi.
Dinamica.
Primo principio della dinamica o principio d’inerzia.
Forza, massa, accelerazione: il secondo principio della dinamica. La proporzionalità inversa.
Principio di azione e reazione.
Esperienze di laboratorio:
1) Portata e sensibilità degli strumenti di misura della lunghezza.
2) Misure di lunghezza.
3) Misura del periodo di un pendolo semplice (con istogramma).
4) Misura della densità di un solido.
5) Misura della densità di due liquidi (con grafico).
6) Relazione tra massa e peso (con grafico).
7) Verifica della legge di Hooke (con grafico).
8) La forza di attrito radente.
9) Il moto rettilineo uniforme: velocità di un pallino che affonda (con grafico).
10) Visione del video “Newton in space” sui principi della dinamica.
Modena, 3/6/2015
Gli insegnanti
Chiara Papotti
Giuseppe Serafini
I rappresentanti di classe
INDICAZIONI PER GLI ALUNNI CON DEBITO FORMATIVO
Studiare tutti gli argomenti indicati nel programma, sul libro e sugli appunti.
Sul libro non sono trattati tutti i contenuti affrontati; per questo è necessaria l’integrazione con gli appunti.
Le pagine da studiare sono: pagg.7, 9 (grandezze fisiche), 26, 27, 28 (velocità), 34, 35, 36 (accelerazione),
48, 49, 50 (forze), 53, 54, 55, 58 (principi della dinamica).
Svolgere gli esercizi e rispondere alle domande della scheda allegata
(consegnata anche in classe come compito per le vacanze estive).
COMPITI DI FISICA PER LE VACANZE ESTIVE
I compiti sono da svolgere con cura perché serviranno come punto di partenza per il prossimo anno scolastico.
Conserva sia il volume 1 sia il quaderno di fisica di prima: serviranno!!
GRANDEZZE DEL SISTEMA INTERNAZIONALE: LUNGHEZZA, MASSA, TEMPO
1) Definisci i seguenti concetti: grandezza fisica, misurare, grandezza derivata, portata di uno strumento di misura, sensibilità,
litro, massa, peso.
2) Elenca le 7 grandezze fondamentali del Sistema Internazionale e le corrispondenti unità di misura.
3) Esegui le seguenti equivalenze:
1,2 km = ………… m
1,75 m = ………… cm
5 minuti = ………… s
56 cm = ………… m
1,75 m = ………… mm
2 h 16 min 52 s = ………… s
87000 mm = ………… m
2 t = ………… kg
18 dm2 = ………… m2
2
2
56 cm = ………… m
23 kg = ………… g
18 dm3 = ………… m3
3
3
56 cm = ………… m
560 g = ………… kg
30 litri = ………… m3
4) Misurando il periodo di un pendolo sono stati trovati i seguenti valori:
1,53 s; 1,56 s; 1,55 s; 1,59 s; 1,56 s; 1,51 s; 1,49 s; 1,54 s; 1,56 s; 1,53 s
- Calcola il valore medio (T medio).
[1,54 s]
- Calcola l’errore assoluto.
[0,05 s]
- Scrivi il risultato finale in modo corretto.
5) L’altezza del monte K2 è 8616 m, mentre l’altezza di un condominio di tre piani è all’incirca 15 m.
Quanti condomini bisognerebbe mettere uno sull’altro per raggiungere l’altezza del K2? Esplicita il calcolo. [574]
6) Per determinare il volume di un sasso, lo si immerge in un cilindro graduato che contiene 22 cm3 di acqua: il livello del
liquido sale fino a 37 cm3. Calcola il volume del sasso in cm3 e poi trasforma in m3.
[15 cm3]
LE FORZE: FORZA PESO, FORZA ELASTICA, FORZA D’ATTRITO, EQUILIBRIO
7) Spiega quali sono le differenze tra massa e peso di un corpo.
8) Spiega cosa sono due grandezze direttamente proporzionali e riporta un esempio.
9) Spiega la legge di Hooke: F = k · x.
10) Che cosa significa che la costante elastica di una molla è k = 70 N/m?
11) Che cos’è una grandezza vettoriale? Riporta almeno 3 esempi.
12) Definisci i seguenti concetti: costante elastica di una molla, forza, forza di attrito, attrito volvente, attrito radente, attrito
viscoso, attrito statico, attrito dinamico, forze uguali e opposte, vincolo, reazione vincolare.
13) Calcola il peso di un pallone di massa 400 g.
[3,92 N]
14) Una molla ha una costante elastica di 75 N/m e una lunghezza a riposo di 20 cm. Dopo che le si applica una forza, la sua
lunghezza totale diventa di 24 cm. Calcola la forza applicata.
[3 N]
15) Una molla si allunga di 1,5 cm quando applichiamo un peso di 0,98 N.
Calcola la costante elastica della molla in N/m.
[65,3 N/m]
16) Una molla si allunga di 0,03 m per effetto di una forza di 0,9 N.
Una seconda molla, sottoposta a un peso di 5,7 N, si allunga di 0,25 m.
Calcola le costanti elastiche delle due molle e stabilisci quale molla è la più dura, spiegandone il motivo.[30 N/m; 22,8 N/m]
17) Due forze di 4 N e 6 N sono applicate allo stesso corpo. Calcola e disegna la forza risultante nei seguenti casi:
- Le due forze hanno stessa direzione e stesso verso;
[10 N]
- Le due forze hanno stessa direzione e verso opposto.
[2 N]
18) a) Disegna una mela appoggiata su un tavolo e rappresenta le due forze agenti su di essa, spiegando perché la mela è in
equilibrio.
b) Disegna una foglia che cade e rappresenta con i vettori le due forze agenti su di essa, spiegando quali forze sono.
IL MOTO: VELOCITA’, ACCELERAZIONE E PRINCIPI DELLA DINAMICA
19) Definisci i seguenti concetti: velocità media, velocità istantanea, moto rettilineo uniforme, accelerazione, decelerazione.
20) Spiega i tre principi della dinamica e riporta un esempio per ciascun principio.
21) Un’automobile procede alla velocità di 72 km/h. Trasforma in m/sec.
[20 m/sec]
22) Uno studente percorre 1200 m per andare da casa a scuola in 20 minuti.
Calcola la sua velocità media in m/sec.
[1 m/sec]
23) Un aereo parte alle ore 16:20 e arriva a destinazione alle ore 17:35 dello stesso giorno, dopo avere percorso una distanza di
1200 km. Calcola la sua velocità media prima in m/sec, poi in km/h.
[267 m/sec; 961 km/h]
24) Disegna un diagramma spazio – tempo in cui un corpo si muove di moto rettilineo uniforme.
25) Disegna un diagramma spazio – tempo in cui un corpo è fermo a 4 metri dal punto di partenza.
26) Un motociclista accelera da 50 km/h a 130 km/h in 5,5 sec. Calcola la sua accelerazione.
[4,0 m/sec2]
27) Un’automobile che sta viaggiando a 108 km/h vede un ostacolo, inizia a frenare e si ferma in 10 secondi.
Calcola la sua decelerazione.
[- 3 m/sec2]
2
28) Calcola la forza necessaria per imprimere a una cassa di massa12,5 kg un’accelerazione di 0,8 m/sec .
[10 N]
29) Calcola l’accelerazione che viene impressa a un’automobile di massa 950 kg da un motore che esercita su di essa una forza di
2945 N.
[3,1 m/sec2]
30) Un’automobile accelera da 0 a 100 km/h in 10,6 sec. Sapendo che la massa dell’auto vale 950 kg, determina il valore della
forza esercitata sull’auto tramite il motore.
[2500 N]