MINISTERO DELL’ISTRUZIONE, DELL’UNIVERSITÀ E DELLA RICERCA
UFFICIO SCOLASTICO REGIONALE PER IL LAZIO
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PROGRAMMA SVOLTO I E II BIENNIO
Anno Scolastico 2015-2016
Classe III
Sez. A
Docente: Prof.ssa
Maria Antonietta Napolitano
Disciplina:
Fisica
Libro di testo adottato:
L’Amaldi per i licei scientifici, con interactive e-book
Ugo Amaldi
Zanichelli
Modulo 0: Recupero, consolidamento, approfondimento e sistemazione dei prerequisiti.
Lessico di base.
Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Unità di misura del S.I.
Vettori. Operazioni con i vettori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale di vettori.
Definizione di seno, coseno e tangente di un angolo in un triangolo rettangolo.
Modulo 1: La cinematica
Moto rettilineo uniforme
Posizione, distanza e spostamento.
Sistema di riferimento.
Traiettoria.
Velocità media/Interpretazione grafica della velocità.
Velocità istantanea/Interpretazione grafica della velocità istantanea.
Legge oraria di un moto rettilineo uniforme con rappresentazione grafica.
Moto rettilineo uniformemente accelerato
Accelerazione media/Accelerazione istantanea.
Interpretazione grafica dell’accelerazione.
Moto con accelerazione costante.
Legge oraria dello spostamento nel moto con accelerazione costante e sua rappresentazione grafica.
Legge oraria della velocità nel moto con accelerazione costante e sua rappresentazione grafica.
Applicazioni e studio di più moti in un unico sistema di riferimento.
Lancio verticale di un grave e caduta di un grave.
Accelerazione di gravità.
Moti curvilinei.
Moto in due dimensioni.
Moto di un proiettile: equazioni del moto, traiettoria parabolica, gittata, massima altezza.
Il vettore posizione, il vettore velocità e il vettore accelerazione in un qualsiasi punto della traiettoria del
moto.
Modulo della velocità e dell’accelerazione in un qualsiasi punto della traiettoria del moto.
Equazione cartesiana del moto parabolico.
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Moto circolare uniforme: velocità tangenziale e suo modulo, velocità angolare, accelerazione centripeta,
equazioni del moto, periodo, frequenza.
Approfondimento: moto circolare con fase iniziale diversa da zero.
Presenza di una forza centripeta. Forza apparente.
Oscillazioni intorno all’equilibrio
Moto armonico semplice: definizione e caratteristiche.
Legge del moto armonico: periodo, frequenza e pulsazione e grafico spazio-tempo.
Legge della velocità del moto armonico e sua rappresentazione grafica velocità-tempo.
Velocità minima e massima nel moto armonico.
Legge dell’accelerazione del moto armonico e sua rappresentazione grafica accelerazione-tempo.
Accelerazione minima e massima nel moto armonico.
Dimostrazione della legge per l’accelerazione nel moto armonico.
Il sistema massa-molla: forza di richiamo, ampiezza e posizione in funzione del tempo.
Il pendolo semplice come moto armonico: determinazione dell’accelerazione e del periodo.
Il piano inclinato: le componenti della forza peso di un corpo in moto lungo il piano inclinato.
Approfondimento I moti composti ottenuti come somma vettoriale di due moti semplici di cui si
conoscono le leggi orarie dello spostamento, della velocità e dell’accelerazione.
-direzione, modulo e verso del vettore posizione in un generico istante t di tempo;
-direzione, modulo e verso del vettore velocità in un generico istante di tempo t;
-direzione, modulo e verso del vettore accelerazione in un generico istante di tempo t.
-equazione della traiettoria. Casi di traiettorie ellittiche, iperboliche o di generiche curve.
Applicazioni e composizioni di due moti armonici, di due moti rettilinei, di un moto armonico e uno
rettilineo.
Modulo 2: I principi della dinamica
Forza e massa.
Legge di inerzia e sistemi di riferimento inerziali
Legge di inerzia.
Sistema di riferimento inerziale.
Le trasformazioni di Galileo.
Forze reali e forze apparenti. La forza centrifuga.
Massa inerziale e massa gravitazionale.
I e II principio della dinamica: relazione tra accelerazione e massa inerziale.
III principio della dinamica.
Applicazioni delle leggi di Newton.
Definizione di forza. La misura di una forza. Le forze sono vettori.
La forza-peso: direzione, verso e modulo.
La forza di attrito: direzione, verso e modulo.
La forza elastica: direzione, verso e modulo.
La forza premente: direzione, modulo e verso.
La reazione vincolare: direzione, modulo e verso.
Calcolo della forza risultante agente su di un corpo posto su di un piano orizzontale oppure su di un piano
inclinato.
L’equilibrio su un piano orizzontale.
L’equilibrio di un punto materiale su un piano inclinato con e senza attrito.
La discesa di un corpo lungo un piano inclinato con forze diverse dalla forza peso.
Forza equilibrante: direzione, modulo e verso.
Studio del moto di oggetti collegati
La pressione: definizione come grandezza fisica scalare e unità di misura.
La pressione di un corpo in equilibrio su di un piano inclinato.
Il corpo rigido: definizione.
Il vettore momento di una forza: definizione, modulo, verso e direzione.Il momento di una coppia di forze.
Equilibrio di un corpo rigido.
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Modulo 3: I principi di conservazione
Recupero e approfondimento dei concetti base del lavoro ed energia.
Lavoro di una forza costante/Lavoro di una forza variabile.
Potenza e relative unità di misura.
Energia cinetica e teorema delle forze vive (o dell’energia cinetica).
Dimostrazione del teorema dell’energia cinetica.
Energia potenziale e forze conservative.
Forze conservative: definizione ed esempi di forze conservative.
Forze dissipative: definizione ed esempi di forze dissipative.
Energia potenziale e lavoro fatto da forze conservative: energia potenziale dovuta alla gravità e energia
potenziale elastica.
Il teorema di conservazione dell’energia.
La legge di conservazione dell’energia meccanica.
Lavoro fatto da forze non conservative e variazione dell’energia meccanica.
La conservazione e dissipazione dell'energia.
Quantità di moto.
Quantità di moto: definizione e unità di misura.
Conservazione della quantità di moto di un sistema isolato.
Impulso di una forza: definizione e unità di misura.
Il teorema dell’impulso.
L’impulso di una forza variabile.
Gli urti su una retta.
Definizione di urto: urto elastico e completamente anelastico.
Gli urti obliqui.
Centro di massa con caso di due particelle su una retta, con caso generale.
Moto rettilineo del centro di massa di un sistema isolato.
Modulo 4: Moto rotatorio
Cinematica ed energia di rotazione.
Posizione, velocità e accelerazione angolari.
Il momento angolare: definizione di una nuova grandezza vettoriale.
Direzione, modulo e verso del momento angolare.
Conservazione e variazione del momento angolare.
Il momento di inerzia: definizione di una nuova grandezza fisica.
Momento angolare e velocità angolare.
Energia cinetica di un corpo rigido in rotazione.
La dinamica rotazionale di un corpo rigido.
Energia cinetica di rotolamento.
Momento di una forza e accelerazione angolare.
Studio di sistemi fisici formati da carrucole e corpi: determinazione delle tensioni e delle accelerazioni.
La gravitazione
Le leggi di Keplero del moto dei pianeti.
La forza di gravitazione universale.
La legge della gravitazione universale/Il valore della costante G.
Massa inerziale e massa gravitazionale.
Il moto dei satelliti.
La velocità dei satelliti in orbita circolare. La velocità di fuga di un satellite.
Satelliti geostazionari: solo definizione.
Campo gravitazionale.
Il vettore campo gravitazionale.Il campo gravitazionale di una massa puntiforme. Il campo gravitazionale
di più masse puntiformi.
Energia potenziale gravitazionale e suo grafico in funzione di r.
Scelta dell’energia potenziale che si annulla all’infinito.
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Approfondimento La legge di Coulomb: la carica positiva e quella negativa, unità di misura della carica.
Energia potenziale elettrica e suo grafico in funzione di r.
Campo elettrico come campo di forza.
Modulo 5: La meccanica dei fluidi
La pressione: grandezza fisica scalare e relativa unità di misura.
La legge di Pascal e di Stevino. I vasi comunicanti.
La spinta di Archimede e dimostrazione della legge di Archimede.
La condizione di galleggiamento di un corpo in un fluido.
La corrente di un fluido: la portata, nuova grandezza scalare.
Corrente stazionaria.
Equazione di continuità con dimostrazione della formula per la portata.
L’equazione di Bernoulli con dimostrazione.
L’effetto Venturi. Applicazioni
Modulo 6: La termologia
Recupero e approfondimento dei concetti base di termologia.
La definizione operativa di misura: il termometro. Il Kelvin
Dilatazione lineare, superficiale e volumica: leggi e rispettive rappresentazioni.
Il comportamento anomalo dell’acqua.
Le leggi di un gas.
Le trasformazioni dei gas: studio microscopico e macroscopico.
La prima legge di Gay-Lussac. Rappresentazione grafica di tale legge con temperatura in Celsius e in
Kelvin.
La seconda legge di Gay-Lussac. Rappresentazione grafica di tale legge con temperatura in Celsius e in
Kelvin.
La legge di Boyle con rappresentazione grafica.
Il gas perfetto. Equazione di stato del gas perfetto senza dimostrazione.
Equazione del gas perfetto in termini microscopici
Il calore.
Calore e lavoro: esperimento di Joule.
La capacità termica e il calore specifico.
Equazione fondamentale della termologia.
La temperatura di equilibrio. Il calorimetro per la determinazione del calore specifico di un corpo.
Il livello microscopico della materia.
Il moto browniano.
Il calcolo della pressione del gas perfetto: urti obliqui, variazione della quantità di moto, intervallo tra due
urti e determinazione della pressione.
Costante di Boltzmann ed energia cinetica media.
Equipartizione dell’energia.
Lo zero assoluto. Energia interna del gas perfetto
Grandezze macroscopiche e microscopiche.
Roma,
Il docente
Napolitano Maria Antonietta
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Gli studenti
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