Liceo Scientifico ”Brotzu” - Quartu Sant’Elena (CA)
Programma di fisica
Classe: 1SA Liceo Scientifico - Opzione Scienze Applicate
Docente: Elisabetta Garau
Anno scolastico: 2015-2016
Libro di testo: L’Amaldi.blu - Multimediale - Volume unico
Introduzione alla fisica e grandezze fisiche
Oggetto di studio della fisica - Grandezze fisiche fondamentali e loro unità
di misura nel S.I. - Definizione operativa di grandezze fisiche fondamentali
(lunghezza, intervallo di tempo, massa ) e derivate (area, volume, densità).
Equivalenze tra unità di misura e i principali prefissi.
Strumenti matematici di base per il linguaggio della fisica
Proporzioni - Percentuali - Proporzionalità diretta tra due grandezze fisiche
e rappresentazione grafica.
La misura
Caratteristiche degli strumenti di misura - L’incertezza delle misure dirette:
errori casuali e sistematici - Errore di sensibilità di uno strumento - Valore
medio, errore massimo ed errore relativo - Incertezza delle misure indirette:
calcolo dell’incertezza su una somma, una differenza, un prodotto e un quoziente di misure dirette - Cifre significative di una misura e cifre significative
nelle operazioni - Notazione scientifica.
I vettori
Grandezze fisiche scalari e vettoriali - Operazioni principali tra i vettori: somma (metodo punta-coda e del parallelogramma), differenza, moltiplicazione
di un numero per un vettore e scomposizione di un vettore lungo due direzioni
assegnate - Definizione di seno e coseno di un angolo.
Le forze:
Le forze e la loro misura - Il dinamometro - Natura vettoriale delle forze - La
forza-peso e la massa - Le forze d’attrito: attrito radente statico e dinamico
- La forza elastica e la legge di Hooke.
Esercizi e problemi
Esercizi, problemi e prove autentiche per le competenze delle unità 1,2,4.
Esperienze di laboratorio
-
Strumenti di misura: il calibro.
Misure di lunghezza con il calibro.
Misura di volumi utilizzando il calibro.
Misure di densità di un solido.
Determinazione della costante elastica di una molla.
Data
Gli alunni
Il docente
Liceo Scientifico ”Brotzu” - Quartu Sant’Elena (CA)
Programma di fisica
Classe: 2SA Liceo Scientifico - Opzione Scienze Applicate
Docente: Elisabetta Garau
Anno scolastico: 2015-2016
Libro di testo: L’Amaldi 2.0 - Edizione blu - Volume unico
Statica dei solidi
L’equilibrio del punto materiale - Le forze vincolari - L’equilibrio su un piano
inclinato - Il momento di una forza e di una coppia di forze - L’equilibrio del
corpo rigido - Le leve.
Statica dei fluidi
Stati di aggregazione della materia - La pressione - La pressione nei liquidi
e la legge di Pascal - Il torchio idraulico - La pressione della forza-peso nei
liquidi - La legge di Stevino - La spinta di Archimede e il galleggiamento dei
corpi - La pressione atmosferica e l’esperienza di Torricelli per la misura della
pressione atmosferica.
Cinematica
Punto materiale e traiettoria - I sistemi di riferimento - Il moto rettilineo e
la velocità media - Il grafico spazio-tempo - Il moto rettilineo uniforme.
Il moto vario su una retta - L’accelerazione media - Il grafico velocità-tempo
- Il moto rettilineo uniformemente accelerato con partenza da fermo e con
velocità iniziale - Dimostrazione della legge oraria - La caduta dei gravi.
I moti nel piano - Vettore posizione e vettore spostamento - Il vettore velocità
- Il moto circolare uniforme - Periodo e frequenza - La velocità tangenziale
- L’accelerazione nel moto circolare uniforme: accelerazione centripeta - Il
moto armonico - Il grafico spazio-tempo del moto armonico.
Dinamica
Introduzione ai principi della dinamica - Il primo principio della dinamica.
Esercizi e problemi
Esercizi, problemi generali e test delle unità 5,6,7,8,9.
Esperienze di laboratorio
Misurazione del coefficiente d’attrito su un piano inclinato.
Condizione di equilibrio di una leva.
Esperienze qualitative sulla pressione.
La spinta di Archimede.
Studio del moto rettilineo uniforme mediante la rotaia a cuscino d’aria.
La misura dell’accelerazione di gravità terrestre.
Data
Gli alunni
Il docente
Liceo Scientifico ”Brotzu” - Quartu Sant’Elena (CA)
Programma di fisica
Classe: 3SA Liceo Scientifico - Opzione Scienze Applicate
Docente: Elisabetta Garau
Anno scolastico: 2015-2016
Libro di testo: L’Amaldi per i licei scientifici.blu - Volume1
Meccanica
I principi della dinamica
Il principio di inerzia e i sistemi di riferimento inerziali - Il principio di relatività galileiana - Le trasformazioni di Galileo e la composizione delle velocità
- Approfondimento sui vettori: componenti cartesiane di un vettore.
Il secondo principio della dinamica - Sistemi di riferimento accelerati e forze
fittizie - Peso apparente - Il terzo principio della dinamica.
Applicazioni dei principi della dinamica
Moto su un piano inclinato - Il moto dei proiettili con velocità iniziale
orizzontale e obliqua - La gittata.
Moto circolare uniforme - Richiami sulla velocità angolare e l’accelerazione
centripeta - La forza centripeta e la forza centrifuga apparente.
Il moto armonico a partire dal moto circolare uniforme - La legge oraria del
moto armonico e grafico spazio-tempo - L’accelerazione del moto armonico L’oscillatore armonico - Il pendolo semplice.
Il lavoro e l’energia
Approfondimento sui vettori: prodotto scalare e vettoriale - Concetto di
lavoro - Lavoro compiuto da una forza costante e da una forza variabile La potenza - L’energia cinetica - Forze conservative e non conservative L’energia potenziale gravitazionale ed elastica - La legge di conservazione
dell’energia meccanica - La conservazione dell’energia totale.
La quantità di moto e il momento angolare
La quantità di moto - La conservazione della quantità di moto - Impulso di
una forza - Urti su una retta: urto elastico e completamente anelastico - Il
centro di massa - Centro di massa di un sistema isolato e non isolato - Il
momento angolare e la legge della conservazione del momento angolare - Il
momento di inerzia.
La gravitazione universale
La legge di gravitazione universale - Il valore della costante G e l’esperimento
di Cavendish - L’accelerazione di gravità sulla superficie della Terra - Il moto
dei satelliti - La velocità dei satelliti in orbita circolare - Satelliti geostazionari
- Campo gravitazionale terrestre - Energia potenziale gravitazionale - Orbita
parabolica di un satellite e velocità di fuga.
Termologia
La temperatura e la sua definizione operativa - Scale termometriche - Cenni
sulla dilatazione lineare dei solidi.
Esercizi e problemi
Esercizi, problemi generali, quesiti verso l’esame e quesiti sulle competenze
delle unità 2,3,4,5,6.
Esperienze di laboratorio
Esperienze su vari temi nell’ambito dell’attività di orientamento:
- Esperienze qualitative sulla pressione
- Il termoscopio
- Esperienze qualitative di elettrostatica
- Circuito elettrico elementare
- Il tester per la misura di tensioni e correnti
- Il trasformatore
- Dinamica dei fluidi: come una corrente d’aria può sostenere in equilibrio
stabile una sferetta leggera
- Lampada al plasma
- Verifica della legge fondamentale della dinamica con l’utilizzo della
rotaia a cuscino d’aria.
- Verifica della conservazione dell’energia meccanica con l’utilizzo della
rotaia a cuscino d’aria.
- Verifica della conservazione della quantità di moto di un sistema isolato
di due carrelli con la rotaia a cuscino d’aria.
Data
Gli alunni
Il docente
Liceo Scientifico ”Brotzu” - Quartu Sant’Elena (CA)
Programma di matematica
Classe: 3SA Liceo Scientifico - Opzione Scienze Applicate
Docente: Elisabetta Garau
Anno scolastico: 2015-2016
Libro di testo: Matematica.blu 2.0 - Bergamini-Trifone-Barozzi
Algebra:
Disequazioni di secondo grado intere e fratte - Disequazioni di grado superiore al secondo - Sistemi di disequazioni di grado qualunque - Equazioni e
disequazioni con valori assoluti - Equazioni e disequazioni irrazionali.
Le funzioni:
Le funzioni e le loro caratteristiche - Dominio di una funzione - La classificazione delle funzioni - Funzioni iniettive, suriettive e biiettive - Funzioni
crescenti e decrescenti - Funzioni pari e dispari - La funzione inversa.
Geometria analitica:
Il piano cartesiano - Punto medio di un segmento - La simmetria centrale Distanza tra due punti - Il baricentro di un triangolo - Traslazione nel piano.
La retta - Equazione implicita ed esplicita di una retta - Retta per due punti Intersezione tra due rette - Condizione di parallelismo e perpendicolarità tra
due rette - La distanza di un punto da una retta - Fascio proprio e improprio
di rette - Distanza di un punto da una retta - Luoghi geometrici: l’asse di un
segmento e le bisettrici degli angoli formati da due rette - Fasci generati da
due rette - Problemi sulla retta.
La circonferenza e la sua equazione - Posizione di una retta rispetto a una
circonferenza - Rette tangenti a una circonferenza - Condizioni per determinare l’equazione di una circonferenza - La posizione di due circonferenze Cenni sui fasci di circonferenze - Risoluzione di problemi sulla circonferenza.
La parabola - Equazione della parabola con asse di simmetria parallelo all’asse y e all’asse x - Caratteristiche di una parabola - La posizione di una
retta rispetto a una parabola - Rette tangenti a una parabola - Condizioni
per determinare l’equazione di una parabola - Risoluzione di problemi sulla
parabola.
L’ellisse nel piano cartesiano - Ellisse riferita al centro e agli assi di simmetria
(con i fuochi sull’asse delle ascisse o sull’asse delle ordinate) - Eccentricità
- Rette tangenti a un’ellisse - Condizioni per determinare l’equazione di un’
ellisse - Esercizi sull’ellisse.
Data
Gli alunni
Il docente
Liceo Scientifico ”Brotzu” - Quartu Sant’Elena (CA)
Programma di Fisica
Classe: 5SA Liceo Scientifico - Opzione Scienze Applicate
Docente: Elisabetta Garau
Anno Scolastico 2015-2016
Libro di testo: L’Amaldi per i licei scientifici.blu - Ugo Amaldi
Volumi 2 e 3
Elettrostatica:
Concetto di campo elettrico - Il vettore campo elettrico - Rappresentazione
grafica del campo elettrico - Flusso del campo elettrico - Teorema di Gauss
- Il campo elettrico di alcune distribuzioni di carica.
Energia potenziale elettrica - Lavoro del campo elettrico - Potenziale elettrico
- Superfici equipotenziali - La deduzione del campo elettrico dal potenziale La circuitazione di un campo vettoriale.
Distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico - Campo
e potenziale in un conduttore in equilibrio elettrostatico.
Capacità elettrica di un conduttore - Condensatori - Calcolo della capacità
di un condensatore - Lavoro di carica di un condensatore - Condensatori in
serie e in parallelo.
Corrente elettrica:
La corrente elettrica nei conduttori solidi - Circuito elettrico elementare - La
prima legge di Ohm - Resistenze in serie e in parallelo - Leggi di Kirchhoff Effetto Joule - La forza elettromotrice - Il generatore reale di tensione.
I conduttori metallici - Velocità di deriva degli elettroni - La seconda legge di
Ohm - La dipendenza della resistività dalla temperatura - Cenni sui superconduttori - Carica e scarica di un condensatore - L’estrazione degli elettroni
da un metallo - L’effetto Volta.
Cenni sulla conduzione della corrente elettrica nei liquidi e nei gas - Le
scariche elettriche nei gas - I raggi catodici.
Elettromagnetismo:
I magneti e le loro interazioni - Le linee del campo magnetico - Confronto
tra il campo magnetico e il campo elettrico.
Forze che si esercitano tra magneti e correnti e tra correnti e correnti - La
definizione di Ampère - L’intensità del campo magnetico - La legge di Biot e
Savart - Il campo magnetico di una spira e di un solenoide - Il motore elettrico
- Il momento di una forza magnetica su una spira e il momento magnetico di
una spira.
La forza di Lorentz - Il selettore di velocità - L’effetto Hall - Traiettoria di
una carica in movimento in un campo magnetico uniforme - Il flusso del
campo magnetico e il teorema di Gauss per il magnetismo - La circuitazione
del campo magnetico e il teorema della circuitazione di Ampère.
L’induzione elettromagnetica
La corrente indotta - La legge di Faraday-Neumann - La legge di Lenz - Le
correnti parassite - L’autoinduzione e l’induttanza di un circuito - Extracorrente di chiusura e di apertura di un circuito - Soluzioni dell’equazione
differenziale applicata al circuito RL - Energia del campo magnetico immagazzinata in un’induttanza - L’alternatore - Forza elettromotrice e corrente
alternata - Valori efficaci - Il trasformatore.
Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Il campo elettrico indotto - Il termine mancante e la corrente di spostamento - Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico - Le onde
elettromagnetiche.
La relatività dello spazio e del tempo
L’esperimento di Michelson e Morley - Gli assiomi della teoria della relatività
ristretta - La relatività della simultaneità - La dilatazione dei tempi - La
contrazione delle lunghezze - Le trasformazioni di Lorentz.
Attività di laboratorio:
Capacità di un condensatore piano con l’utilizzo di un elettrometro - Esperienze qualitative sui conduttori in equilibrio elettrostatico - Circuiti elettrici
e resistenze - Verifica delle leggi di Ohm - Osservazione delle linee del campo
magnetico prodotto da magneti e correnti- Esperienze di Oersted, Faraday e
Ampère - Il trasformatore.
Data
Il Docente
Gli Alunni
Liceo Scientifico ”Brotzu” - Quartu Sant’Elena (CA)
Programma di Matematica
Classe: 5SA Liceo Scientifico-Opzione Scienze Applicate
Docente: Elisabetta Garau
Anno scolastico: 2015-2016
Libro di testo: Matematica.blu 2.0 - Bergamini-Trifone-Barozzi
Funzioni reali di variabile reale:
Richiami sul concetto di funzione - Il dominio e il segno di una funzione
- I grafici delle funzioni e le trasformazioni geometriche - Proprietà delle
funzioni - Funzioni crescenti e decrescenti - Funzioni pari o dispari - Funzioni
periodiche - Funzioni composte - Funzioni inverse.
I limiti delle funzioni
La topologia della retta: gli intervalli e gli intorni di un punto e di infinito Gli insiemi limitati e illimitati - Gli estremi di un insieme - I punti isolati I punti di accumulazione.
Definizione di limite finito di una funzione in un punto - Limite destro e
sinistro di una funzione - Definizione di limite infinito di una funzione in un
punto - Definizione di limite di una funzione all’infinito - Asintoti orizzontali
e verticali - Teoremi generali sui limiti (s.d.).
Funzioni continue e il calcolo dei limiti
Definizione di funzione continua in un punto - Esempi di funzioni continue Operazioni sui limiti - Forme indeterminate - Limiti notevoli: primo limite
notevole (c.d.) e altri limiti notevoli - Continuità delle funzioni in un intervallo - Punti di discontinuità per una funzione - Proprietà delle funzioni
continue: teorema di Weierstrass, dei valori intermedi e di esistenza degli zeri
- Asintoti obliqui - Grafico probabile di una funzione.
La derivata di una funzione
Il rapporto incrementale - Definizione di derivata - Significato geometrico
della derivata - Continuità delle funzioni derivabili - Derivate di alcune funzioni elementari (c.d.) - Teoremi sul calcolo delle derivate - Derivata delle
funzioni composte e inverse - La derivata di f (x)g(x) - Retta tangente in un
punto al grafico di una funzione.
I teoremi del calcolo differenziale
Teorema di Rolle e teorema di Lagrange (c.d.) - Il teorema di De L’Hospital
- Calcolo di limiti con la regola di De L’Hospital.
Massimi e minimi di una funzione
Massimi e minimi assoluti e relativi - Determinazione dei massimi e minimi
relativi di una funzione derivabile - Ricerca dei massimi, minimi e flessi a
tangente orizzontale: metodo dello studio del segno della derivata prima Concavità, convessità e flessi delle curve piane: metodo dello studio del segno
della derivata seconda. Studio del grafico di una funzione y = f (x) - Problemi
di massimo e minimo.
Integrale indefinito
Integrale indefinito - Integrazioni immediate - Integrazione per sostituzione
- Integrazione per parti - Cenni sull’integrazione di funzioni razionali fratte.
Integrale definito
Integrale definito di una funzione continua - Proprietà degli integrali definiti
- Teorema della media (c.d.)- La funzione integrale e il teorema fondamentale
del calcolo integrale (c.d.) - Formula del calcolo integrale - Il calcolo delle
aree di superfici piane - Il calcolo di volumi: i volumi di solidi di rotazione e
i volumi dei solidi.
Gli integrali impropri: l’integrale di una funzione con un numero finito di
punti di discontinuità e in un intervallo illimitato.
Le equazioni differenziali
Le equazioni differenziali - Equazioni differenziali del primo ordine - Equazioni differenziali del tipo y 0 = f (x) - Equazioni differenziali a variabili
separabili.
Data
Il Docente
Gli Alunni