PERCORSO FORMATIVO DEL 3° ANNO - CLASSE 3A L LSSA – A. S. 2015/2016
Tempi
Moduli
Unità /Segmenti
MODULO 0:
Ripasso e consolidamento di
argomenti del biennio
MODULO 1:
Il moto dei corpi e le forze.
(Seconda parte).
1.1 Il moto parabolico e i moti del proiettile
1.2 Il moto curvilineo e il moto circolare
1.3 Il moto armonico
MODULO 2 :
2.1 La conservazione dell’energia meccanica
2.2 La conservazione della massa e della
quantità di moto
I principi di conservazione
2.3 La conservazione del momento della
quantità di moto
MODULO 3 :
3.1 Il moto dei corpi celesti: da Platone a
Keplero
3.2 La gravità e il moto dei pianeti: da
Newton ad Einstein
Il moto dei pianeti. La
Gravitazione
Moduli didattici del 3° anno
MODULO 1: IL MOTO DEI CORPI E Le FORZE (seconda parte)
N°
Contenuti delle Unità/Segmenti
1.1
Il moto parabolico e i moti del
proiettile
Le funzioni circolari seno, coseno e
tangente. L’angolo radiante e la misura in
radianti degli angoli. I moti nel piano e i
vettori. Il calcolo vettoriale. Prodotto
scalare e vettoriale. Il principio di
indipendenza dei moti. Composizione dei
moti e traiettoria di un proiettile. Moto di
un proiettile lanciato con velocità
orizzontale. La gittata del proiettile.
Moto di un proiettile lanciato con angolo
di tiro qualunque. L’angolo di gittata
massima. Esercizi ed applicazioni.
1.2
Il moto circolare
Il moto circolare uniforme. Velocità
tangenziale
e
velocità
angolare.
L’accelerazione centripeta. La forza
centripeta e la dinamica del moto
circolare. Il moto sei satelliti. Il moto su
una traiettoria curva. L’accelerazione
totale. Esercizi ed applicazioni.
1.3
Il moto armonico
Moto circolare e moto armonico. Grafico
spazio-tempo del moto armonico. Spazio,
velocità e accelerazione nel moto
armonico. Le leggi del moto armonico
con le funzioni goniometriche. Esempi di
moto armonico: oscillatore inerziale.
Esercizi ed applicazioni.
Obiettivi didattici: cognitivi,
metodologici, operativi
Conoscere il significato di grandezza
scalare e vettoriale. Conoscere il
significato di periodo, frequenza, velocità
tangenziale,
velocità
angolare
e
accelerazione centripeta. Conoscere le
equazioni del moto circolare. Conoscere
le caratteristiche del moto su traiettoria
curva.
Operare con i vettori e il calcolo
vettoriale. Operare con le funzioni
goniometriche.
Calcolare
periodo,
frequenza, velocità tangenziale, angolare e
accelerazione, spazi percorsi e tempi in un
moto circolare e risolvere particolari
applicazioni. Calcolare le componenti
tangenziale e centripeta della velocità e
dell’accelerazione di un corpo in moto su
traiettoria curva.
Conoscere le caratteristiche del moto di
un proiettile. Conoscere il significato di
forza centripeta e di forza centrifuga e la
loro differenza. Conoscere la dinamica del
moto dei satelliti. Conoscere le
caratteristiche del moto armonico di una
molla e di un pendolo. Conoscere le
caratteristiche della forza di attrito.
Risolvere applicazioni relative al moto dei
proiettili. Risolvere applicazioni sul moto
circolare utilizzando il concetto di forza
centripeta. Risolvere applicazioni relative
al moto dei satelliti. Risolvere problemi
relativi al moto armonico.
MODULO 2: I PRINCIPI DI CONSERVAZIONE
N°
Contenuti delle Unità/Segmenti
2.1
La conservazione della massa e della
quantità di moto
La legge di conservazione della massa.
La legge di conservazione della quantità
di moto in un sistema isolato. Il teorema
del’impulso. La conservazione della
quantità di moto e i principi della
dinamica. La conservazione dell’energia
cinetica. Urti elastici e urti anelastici
lungo una retta. Urti in un piano. Il centro
di massa di un corpo. Studio del moto del
centro di massa. Esercizi ed applicazioni.
2.2
La conservazione del momento della
quantità di moto
Il momento della quantità di moto. Il
principio di conservazione del momento
della quantità di moto. La seconda legge
di Keplero e le forze centrali. Il momento
di inerzia di un corpo. Legame tra
momento
meccanico
e
momento
angolare.
Leggi
della
dinamica
rotazionale. Corrispondenza tra moto
rettilineo e moto rotatorio. Esercizi ed
applicazioni.
2.3
La
conservazione
dell’energia
meccanica
L’energia: una grandezza che si conserva.
L’energia cinetica e l’energia potenziale.
La relazione tra forza ed energia: il
lavoro. Calcolo del lavoro. Il lavoro di
una forza variabile. Il lavoro di una forza
Obiettivi didattici: cognitivi,
metodologici, operativi
1- Conoscere il significato e l’ambito di
validità della legge di conservazione della
massa. Conoscere il significato di
impulso, di quantità di moto e di sistema
isolato. Conoscere il significato e
l’importanza della legge di conservazione
della quantità di moto e il suo ambito di
validità. Saper ricavare la legge di
conservazione della quantità di moto dai
principi della dinamica. Conoscere la
differenza tra un urto elastico e uno
anelastico. Conoscere le leggi relative agli
urti in un piano. Conoscere il significato e
le proprietà del centro di massa. Quadro
storico e problematiche della scoperta
delle leggi di conservazione della massa e
della quantità di moto.
Risolvere problemi dinamici utilizzando i
concetti di impulso e di quantità di moto.
Applicare la legge di conservazione della
quantità di moto per risolvere problemi
sulle interazioni tra i corpi.Calcolare la
posizione del centro di massa.
2- Conoscere la definizione e il significato
del momento della quantità di moto e le
sue applicazioni. Conoscere la legge di
conservazione del momento della quantità
di moto e il suo ambito di validità.
Relazione tra la seconda legge di Keplero
e la conservazione del momento della
quantità di moto di un pi aneta. Conoscer il
significato di forza centrale. Conoscere il
significato
di
momento
d’inerzia.
Analogie e corrispondenze tra moto
rettilineo e moto rotatorio.
elastica. La potenza e le applicazioni..
Forze conservative e definizione generale
di energia potenziale. La legge di
conservazione dell’energia meccanica e
le sue formulazioni. Forze non
conservative. L’energia cinetica nel moto
rotatorio. Esercizi ed applicazioni.
Risolvere problemi descrivibili con il
momento della quantità di moto.
Applicare la legge di conservazione del
momento della quantità di moto in
problemi di moto rotatorio. Applicare il
momento d’inerzia.
3- Conoscere il significato di lavoro,
energia cinetica, potenziale, potenza.
Significato di forza conservativa e non
conservativa. Le grandezze nel moto
rotatorio. Conoscere la legge di
conservazione dell’energia meccanica e il
suo ambito di validità. Significato di
energia potenziale di un corpo in un
campo gravitazionale. Significato di
velocità di fuga di un corpo in un campo
gravitazionale. Utilizzare correttamente i
concetti e le definizioni di lavoro, energia
cinetica, energia potenziale e potenza
nella risoluzione di vari problemi.
Applicare il concetto di forza conservativa
e di forza non conservativa. Calcolare
l’energia cinetica di un corpo rigido in
moto rotatorio. Risolvere problemi di
meccanica applicando la legge di
conservazione dell’energia.
MODULO 3: IL MOTO DEI PIANETI. LA GRAVITAZIONE
N°
Contenuti delle Unità/Segmenti
3.1
Il moto dei corpi celesti: da Platone a
Keplero
Il moto delle stelle e dei pianeti: le
osservazioni astronomiche. I modelli
eliocentrici. Keplero e il problema delle
orbite dei pianeti.
3.2
Obiettivi didattici: cognitivi,
metodologici, operativi
1- Conoscere i principali moti dei corpi
celesti e i modelli utilizzati per la loro
spiegazione. Conoscere le caratteristiche e
l’evoluzione dei modelli geocentrici e dei
modelli eliocentrici. Conoscere le nuove
scoperte astronomiche dei secoli XVI e
XVII. Conoscere le leggi di Keplero.
Utilizzare le leggi di Keplero per calcolare
i periodi di rivoluzione e i raggi delle
orbite dei pianeti del sistema solare.
2- Conoscere il concetto di gravità e la sua
evoluzione. Differenze tra la visione
antica e la visione moderna della gravità.
Conoscere il problema del moto dei
pianeti così come si poneva ai tempi di
Newton.
Conoscere la legge di
gravitazione universale e ricavarla a
partire dalle leggi di Keplero e dalle leggi
del moto circolare. Conoscere il
significato della Costante di Gravitazione
Universale e la nuova interpretazione
La gravità e il moto dei pianeti: da dell’accelerazione di gravità.
Newton ad Einstein
La gravità prima di Newton. La
deduzione della legge di gravitazione
universale. La sintesi newtoniana. La
costante di gravitazione universale e
l’accelerazione di gravità. Il moto dei
satelliti. Satelliti geostazionari e il GPS.
Determinazione della massa dei corpi
celesti. Massa inerziale e massa
gravitazionale. Esercizi ed applicazioni.
Ore settimanali: 3
Libro di testo: L’Amaldi pe r i licei scientifici.blu (vol. 1) _ Ugo Amaldi _ Zanichelli
Prof. Angelo Frongia
