Liceo “GB Vico” Corsico – as 2014-15

Liceo “G.B. Vico” Corsico – a.s. 2014-15
Programma svolto durante l’anno scolastico
Classe:
Materia:
Insegnante:
Testo utilizzato:
4D
FISICA
Graziella Iori
Caforio- Ferilli “Fisica! Le regole del gioco” vol.1 e 2 - ed Le
Monnier
Argomenti svolti
ARGOMENTO
Ripasso: Leggi di Keplero e legge di gravitazione universale.
Campo gravitazionale e sua rappresentazione.
Lavoro della forza gravitazionale ed energia potenziale
gravitazionale.
Temperatura e termometri. Principio zero della termodinamica ed
equilibrio termico. Scale termometriche e zero assoluto. Le leggi
dei gas e le trasformazioni termodinamiche. I gas perfetti e
l’equazione di stato. Modello molecolare di gas perfetto. Teoria
cinetica (sintesi).
L’equivalente meccanico del calore. Calore e temperatura.
Sistemi e trasformazioni termodinamiche. Il lavoro
termodinamico. Il primo principio: la conservazione dell’energia.
Le macchine termiche ed il rendimento.
Il secondo principio della termodinamica.
Teorema di Carnot. Ciclo di Carnot (cenno).
Principio di Nernst.
La variazione di un’onda nello spazio e nel tempo. La riflessione
e la rifrazione. Il principio di sovrapposizione: interferenza. La
diffrazione delle onde.
Produzione, propagazione e ricezione delle onde sonore. Le
caratteristiche del suono.
La carica elettrica e le interazioni fra corpi elettrizzati. Conduttori
e isolanti. La legge di Coulomb. Il campo elettrico. Il campo
elettrico generato da cariche puntiformi e da particolari
distribuzioni di carica. I campi elettrici dei conduttori in equilibrio
elettrostatico. Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss. Il
campo elettrico generato da una distribuzione piana di carica. Il
campo elettrico di un condensatore piano.
L’energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico e la differenza
di potenziale. La circuitazione del campo elettrico. Le superfici
equipotenziali e il potenziale elettrico dei conduttori. I
condensatori e la capacità. Sistemi di condensatori. L’accumulo
di energia elettrica in un condensatore.
Passaggio di corrente, esempi e diverse “accezioni”: nei fili di
rame (circuiti domestici), nei liquidi (batterie auto) e nei gas (tubi
al neon).
RIFERIMENTI
Vol. 1 - Sezione A
MECCANICA E PRINCIPI DI
CONSERVAZIONE.
Unità 7
Gravitazione universale
Sezione B
TERMODINAMICA
Unità 8
I gas e la teoria cinetica
Unità 9
Il primo principio della
termodinamica
Unità 10
Il secondo principio della
termodinamica e l’entropia
Vol 2 - Sezione C
OSCILLAZIONI E ONDE
Unità 11
Le proprietà dei moti
ondulatori
Unità 12
Il suono
Sezione D
FENOMENI ELETTRICI E
MAGNETICI
Unità 14
La carica e il campo
elettrico
Unità 15
Il potenziale e la capacità
Unità 16
pag. 1 di 5
La corrente elettrica continua: definizione e unità di misura.
Circuiti elettrici elementari e simbologia.
Strumenti di misura: amperometro e voltmetro, multimetri.
Generatore e suo ruolo. Legge e grafico V-i a temperatura
costante. Resistenza elettrica. 1^ legge di Ohm.
Unità 16
La corrente elettrica
Corsico, 4 giugno 2015
I rappresentanti degli studenti:
..................................................
..................................................
L’insegnante:
..................................................
N.B. - Questo testo, pubblicato su web senza firma, è identico a quello firmato depositato in segreteria didattica
Indicazioni per le prove di recupero di settembre
Argomenti fondamentali per la prova di recupero
ARGOMENTO
La legge di gravitazione universale. Campo gravitazionale e sua
rappresentazione.Lavoro della forza gravitazionale ed energia
potenziale gravitazionale.
Temperatura e termometri. Principio zero della termodinamica ed
equilibrio termico. Scale termometriche e zero assoluto. Le leggi
dei gas e le trasformazioni termodinamiche. I gas perfetti e
l’equazione di stato.
L’equivalente meccanico del calore. Calore e temperatura.
Sistemi e trasformazioni termodinamiche. Il lavoro
termodinamico. Il primo principio: la conservazione dell’energia.
Le macchine termiche ed il rendimento.
Il secondo principio della termodinamica.
Teorema di Carnot. Principio di Nernst.
La variazione di un’onda nello spazio e nel tempo. La riflessione
e la rifrazione. Il principio di sovrapposizione: interferenza.
RIFERIMENTI
Vol. 1 - Sezione A
Unità 7
Gravitazione universale
Sezione B
TERMODINAMICA
Unità 8
I gas e la teoria cinetica
Unità 9
Il primo principio della
termodinamica
Unità 10
Il secondo principio della
termodinamica e l’entropia
Vol 2 - Sezione C
OSCILLAZIONI E ONDE
Unità 11
Produzione, propagazione e ricezione delle onde sonore.
Unità 12
Il suono
La carica elettrica e le interazioni fra corpi elettrizzati. Conduttori
e isolanti. La legge di Coulomb. Il campo elettrico. Il campo
elettrico generato da cariche puntiformi e da particolari
distribuzioni di carica. I campi elettrici dei conduttori in equilibrio
elettrostatico. Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss. Il
campo elettrico generato da una distribuzione piana di carica. Il
campo elettrico di un condensatore piano.
L’energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico e la differenza
di potenziale. La circuitazione del campo elettrico. Le superfici
equipotenziali e il potenziale elettrico dei conduttori.
I condensatori e la capacità. Sistemi di condensatori. L’accumulo
di energia elettrica in un condensatore.
Passaggio di corrente.
La corrente elettrica continua: definizione e unità di misura.
Circuiti elettrici elementari e simbologia. Generatore e suo ruolo.
Legge e grafico V-i a temperatura costante. Resistenza elettrica.
1^ legge di Ohm.
Sezione D
FENOMENI ELETTRICI E
MAGNETICI
Unità 14
La carica e il campo
elettrico
Unità 15
Il potenziale e la capacità
Unità 16
Unità 16
La corrente elettrica
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Lavori consigliati per il recupero estivo
Studiare bene gli argomenti sopra elencati, rispondere ai test (V/F, scelta multipla, risposte aperte)
proposti alla fine di ogni capitolo fra gli esercizi, in modo da verificare la comprensione di ciò che si
è studiato.
Svolgere il maggior numero possibile dei seguenti esercizi ( parte di essi saranno stati già svolti in
classe durante l’anno scolastico), svolgete anche gli esercizi proposti dal testo come esempi, in
modo da avere come aiuto la soluzione data.
Esercizi da svolgere
Pagg. da 257 a 262 : Es da 14 a 19; Es da 25 a 31; Es
36,37,38; Es 60, 61.
Pagg. da 300 a 302 : Es da 7 a 11; Es da 24 a 27; Es 29,30.
RIFERIMENTI
Vol. 1 - Sezione A
Unità 7
Gravitazione universale
Sezione B
TERMODINAMICA
Pagg. da 335 a 342 : Es da 5 a 11; Es da 18 a 24; Es da 29 a 35;
Es da 43 a 50; 61; Es 75,76,78,79,80,83,85,86.
Pagg.da 373 a 382 : Es da 3 a 10; es da 28 a 34,36,37,38; Es da
91 a 95; Es 98.
Pagg.da 29 a 35 : Es 17, 31,37,64,66,68,69,70,71,72,73,74,84.
Unità 8
I gas e la teoria cinetica
Unità 9
Il primo principio della
termodinamica
Unità 10
Il secondo principio della
termodinamica e l’entropia
Vol 2 - Sezione C
OSCILLAZIONI E ONDE
Pagg.da 58 a 63 : Es 11,63,65,69
Pagg.da 150 a 158 : Es da 23 a 37; da 39 a 47; Es
50,52,53,54,55, 56,57,58; da 64 a 71; Es da 73 a 76; Es da 82 a
101.
Unità 11
Unità 12
Il suono
Sezione D
FENOMENI ELETTRICI E
MAGNETICI
Unità 14
Pagg.da 188 a 196 : Es 5,7,8,9,10; Es16, da 18 a 25; Es 33,34,
43,44,45,51,53,54,55,62,64,65,66; Es da 69 a78; Es da 81 a 89;
Es da 90 a 104; Es 106,107,108.
Pagg.da 231 a 232 : Es 2,4,7,9,14.
Unità 15
Il potenziale e la capacità
Unità 16
La corrente elettrica
Esempi di prove di recupero
La prova di recupero sarà scritta, con esercizi e domande teoriche valide per l’orale.
Potrà seguire anche un’integrazione orale nel caso di insufficienza nella prova scritta.
Domande teoriche
1) Enuncia e spiega la legge di Gravitazione universale.
2) Spiega cosa si intende per “campo gravitazionale”
3) Come si può rappresentare un campo?
4) Il campo gravitazionale è conservativo?
5) Qual è e come si ricava l’equazione di stato di un gas perfetto?
6) Cosa dice il teorema di Carnot?
7) Qual è l’enunciato di Kelvin del 2° Principio della Termodinamica?
8) Come si ottiene la scala assoluta delle temperature?
9) Enuncia il primo principio della Termodinamica
10) Come avviene e quali proprietà ha l’elettrizzazione per induzione?
11) Enuncia e dimostra il teorema di Gauss per il campo elettrico
12) Spiega cos’è un condensatore e definiscine la capacità.
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13) Disegna e spiega le caratteristiche di un sistema di condensatori in parallelo.
14) Ecc….Ecc….
Problemi
1) Mescolando 1kg d’acqua a 20°C con 400g d’acqua a 50°C, si misura una temperatura di equilibrio di
28°C. Calcola la quantità di calore disperso.
2) Uno scaldabagno elettrico ha la potenza di1kW. Quanto tempo impiega per scaldare 60l d’acqua da
15°C a 45°C in assenza di dispersioni?
3) Un gas è contenuto in un cilindro di raggio r = 10cm. Si espande alla pressione costante di 1,5atm
sollevando il pistone di 10cm. Qual è il lavoro compiuto dal gas? Disegna la trasformazione nel piano di
Clapeyron e spiega a cosa corrisponde il lavoro calcolato.
4) Un mulinello ruota all’interno di un recipiente che contiene 2kg di acqua e compie un lavoro di 24kJ.
5) Il 20% del calore prodotto per attrito si disperde.
Di quanto varia l’energia interna dell’acqua?
Quale sarà la temperatura finale, se quella iniziale era di 15°C?
6) Una massa d’acqua di 10kg cade da un’altezza di 100m. Supponendo che tutta l’energia potenziale di
caduta si trasformi in energia interna dell’acqua, calcolane l’aumento di temperatura.
7) Una macchina termica ideale ha un rendimento del 25% ed utilizza come sorgente”fredda” l’ambiente a
temperatura di 20°C.
a) Qual è la temperatura della sorgente “calda”?
b) Quanto calore deve assorbire in un ciclo per compiere un lavoro di 1kJ?
8) Un’onda marina si propaga con velocità di 15 m/s e periodo 10s. Qual è la sua lunghezza d’onda?
9) Ti trovi in una valle insieme ad un cacciatore. La valle è delimitata da due pareti verticali e parallele. Se il
cacciatore spara un colpo senti l’eco che proviene da una parete dopo 1,5s e quello proveniente
dall’altra dopo 2,5s. Quanto è larga la valle?
10) Un raggio di luce incide su di uno specchio piano con angolo di incidenza di 30°. Quale angolo forma il
raggio riflesso con lo specchio? Se lo specchio ruota di 10°,di quale angolo ruota il raggio riflesso?
11) A quale distanza dalla superficie terrestre dovresti andare per pesare la metà?
12) Il pianeta Giove ha una massa 337 volte maggiore di quella della Terra ed un raggio che è 11,2 volte
maggiore del raggio terrestre. Calcola quale sarebbe, su Giove, il peso di un corpo di massa di 1kg.
13) Una carica Q= +10C genera un campo elettrico. Rappresenta il vettore campo elettrico in un punto P
distante 20cm dalla sorgente e calcolane l’intensità. Se nello stesso punto è posta una carica
q = - 6C, a quale forza sarà soggetta? Con quale accelerazione si muoverà se la sua massa è 0,2g?
14) Il campo elettrico nel punto P della figura è nullo.
Quanto vale la carica Q se Q1= - 30C?
Q
2x
P
x Q1
3
15) In prossimità di una lastra uniformemente carica il campo elettrico ha intensità di 10 N/C. Due cariche,
.5
-5
q1 = - 5 x 10 C e q2 = +4 x 10 C distano 4cm dalla lastra. Calcola l’energia potenziale di entrambi e la
forza agente su di esse.
16) Due condensatori di capacità C1 = 4F e C2 = 8F sono disposti in parallelo e collegati ad una ddp di
24V. Calcola la capacità equivalente e la carica che si accumula su ogni armatura.
Compiti estivi per tutti :
Prima dell’inizio della scuola ripassare i contenuti fondamentali assegnati per il recupero di settembre.
Come “controllo” ed “aiuto” ad un buon ripasso, svolgere il 40% degli esercizi segnalati ed i problemi
proposti sopra come esempio di prova (sempre per il recupero di settembre), rispondere ai test posti alla
fine di ogni capitolo e leggere le letture alla fine di ogni capitolo.
LETTURA PER L’ESTATE :
Leggere : “Il bosone di Higgs” di Corrado Lamberti. Aliberti editore
L’insegnante:
Graziella Iori
pag. 4 di 5
pag. 5 di 5