SCIENZE INTEGRATE (FISICA) - settore tecnologico COMPETENZE

SCIENZE INTEGRATE (FISICA) - settore tecnologico
COMPETENZE DISCIPLINARI CLASSI SECONDE
 Saper analizzare un fenomeno o un problema riuscendo ad individuare gli
elementi significativi e le relazioni coinvolte, ed operando gli opportuni
collegamenti tra premesse e conseguenze
 Saper collegare i contenuti teorici alla realtà quotidiana
PROGRAMMAZIONE CLASSI SECONDE
Blocco tematico:
Unità 1:
Energia meccanica
ORE: 10
Lavoro ed energia (*)
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
La definizione di lavoro
La definizione di energia cinetica
Il teorema dell’energia cinetica
Che cos’è l’energia potenziale gravitazionale
Che cos’è una forza conservativa (cenni)
Il principio di conservazione dell’energia meccanica
La definizione di potenza
Calcolare il lavoro di una o più forze costanti applicate
allo stesso scopo
Applicare il teorema dell’energia cinetica a situazioni
semplici
Applicare il principio di conservazione dell’energia
meccanica
Distinguere tra forze conservative e forze non
conservative
Contenuti
Il lavoro; lavoro motore e lavoro resistente
L’energia cinetica e il teorema dell’energia cinetica
L’energia potenziale gravitazionale ed elastica
L’energia meccanica e il teorema di conservazione dell’energia meccanica
(*) Tale unità didattica è da svolgersi se non trattata dalla classe nell’anno scolastico precedente.
Si ritiene comunque utile in ogni caso un ripasso di tali contenuti in quanto fondamentali per una
piena comprensione delle unità didattiche previste nella classe seconda.
Blocco tematico :
Statica dei fluidi
Unità 2:
La Pressione
ORE:12
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
La definizione di pressione
L’enunciato della legge di Stevino
L’enunciato del principio di Pascal
Il principio dei dei vasi comunicanti
L’enunciato del principio d’Archimede
Calcolare la pressione idrostatica
Applicare la legge di Stevino
Calcolare la spinta d’Archimede
Prevedere il comportamento di un solido
immerso in un fluido.
Contenuti
La pressione
La pressione idrostatica e la legge di Stevino
Il principio di Pascal e il torchio idraulico
I vasi comunicanti
La pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli
La spinta idrostatica, il principio d’ Archimede e il galleggiamento dei
corpi.
Blocco tematico :
Termodinamica
ORE: 27
Unità 3: Termologia
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
Conoscere le scale termometriche Celsius, Kelvin e
Fahrenheit.
Calcolare la dilatazione di un solido o un liquido
Applicare la legge fondamentale della
termologia
Determinare la temperatura di equilibrio di due
sostanze a contatto termico
Determinare la quantità di calore necessaria a
realizzare un passaggio di stato
Valutare il calore disperso attraverso una
parete piana.
La legge della dilatazione termica
Definizione di calore specifico e capacità termica
La legge fondamentale della termologia
Il concetto di equilibrio termico
Il calore latente nei passaggi di stato
I meccanismi di propagazione del calore
Contenuti
La misura della temperatura
Le scale termometriche (Celsius, Kelvin, Fahrenheit)
La dilatazione termica lineare e volumica dei solidi e la dilatazione
volumica dei liquidi
Il calore
La capacità termica e il calore specifico
La legge fondamentale della termologia
L’equilibrio termico
I passaggi di stato e il calore latente
La propagazione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento.
Unità 4:
Termodinamica
(Tale unità sarà sviluppata in modo approfondito negli indirizzi CAT, GRC e ELN,
mentre verrà solo accennata nell’indirizzo INF).
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
L'equazione di stato dei gas perfetti
La teoria cinetica dei gas
Trasformazioni e cicli termodinamici
Che cos’è l’energia interna di un
sistema
L'enunciato del primo principio della
termodinamica
Il concetto di macchina termica
Gli enunciati del secondo principio della
termodinamica (enunciato di Kelvin ed
enunciato di Clausius)
Calcolare il lavoro in una trasformazione termodinamica
Applicare il primo principio della termodinamica a
trasformazioni e cicli termodinamici
Calcolare il rendimento di una macchina termica.
Contenuti
L’equazione di stato dei gas
La teoria cinetica dei gas perfetti
Interpretazione della pressione e della temperatura
L’energia interna di un gas ideale
Il lavoro termodinamico
Il primo principio della termodinamica
Il rendimento delle macchine termiche
Il ciclo di Carnot
Il secondo principio della termodinamica: enunciato di Kelvin
ed enunciato di Clausius.
Blocco tematico:
Elettromagnetismo
Unità 5:
ORE: 42
Elettrostatica
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
Le proprietà della forza elettrica
La definizione di campo elettrico
Analogie e differenze tra campo gravitazionale e
campo elettrico
Definizione di differenza di potenziale fra due punti
Che cos'è un condensatore e a che cosa serve
Applicare la legge di Coulomb
Calcolare il campo elettrico in un punto, anche in
presenza di più cariche sorgenti
Studiare il moto di una carica dentro un campo elettrico
uniforme
Risolvere problemi sulla capacità di uno o più
condensatori.
Contenuti
La carica elettrica
Conduttori ed isolanti
La legge di Coulomb
La costante dielettrica di un mezzo
Il campo elettrico e le linee di forza del campo elettrico
La differenza di potenziale
L’energia potenziale elettrica
I condensatori e la loro capacità
Collegamento di condensatori in serie ed in parallelo.
Unità 6:
La corrente elettrica continua
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
Conoscere gli elementi caratteristici di un
circuito elettrico e la loro funzione
Definizione di intensità di corrente elettrica e di
potenza elettrica
La relazione di causa-effetto fra differenza di
potenziale e intensità di corrente
Effetti prodotti dalla corrente elettrica.
Schematizzare un circuito elettrico
Risolvere problemi che richiedono l’applicazione delle
due leggi di Ohm
Progettare una resistenza di valore assegnato
Calcolare la quantità di calore prodotta per effetto Joule.
Contenuti
I generatori di differenza di potenziale
L’intensità di corrente elettrica
L’amperometro ed il voltmetro
La potenza elettrica
La resistenza elettrica e la 1^ legge di Ohm
La resistività e la 2^ legge di Ohm
Effetto termico della corrente
Collegamento di resistenze in serie e parallelo
Unità 7:
Magnetismo
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
Che cos’è un campo magnetico e quali
sono le sorgenti del campo
Qual è l’effetto di un campo magnetico sui
conduttori percorsi da corrente elettrica
Analogie e differenze tra campo elettrico e
campo magnetico
Che cos’è la forza di Lorentz
Individuare direzione e verso del campo magnetico
Calcolare l’intensità del campo magnetico in alcuni casi
particolari
Calcolare la forza su un conduttore percorso da corrente
Stabilire la traiettoria di una carica in un campo magnetico
Contenuti
Fenomeni magnetici
ll campo magnetico creato da magneti permanenti
Le linee di forza del campo magnetico
L’esperimento di Oersted
Calcolo del campo magnetico mediante la forza che agisce su un
conduttore rettilineo percorso da corrente
Calcolo del campo magnetico in prossimità di un filo rettilineo, al centro
di una spira e lungo l’asse di un solenoide percorsi da corrente
La permeabilità magnetica relativa: sostanze paramagnetiche,
diamagnetiche e ferromagnetiche
Forze su conduttori percorsi da corrente: la legge di Ampere
La forza di Lorentz
Blocco tematico:
Unità 8:
Induzione elettromagnetica
ORE: 8
Induzione elettromagnetica
Obiettivi dell’unità
Conoscenze
Competenze
Che cos’è il flusso del campo magnetico
Calcolare il flusso del campo magnetico
L’enunciato della legge di Faraday-Neumann- Applicare la legge di Faraday-Neumann-Lenz
Lenz
Che cos'è un trasformatore
Contenuti
La corrente indotta
Il flusso del vettore campo magnetico
La legge di Faraday- Neumann-Lenz
Il trasformatore
ESPERIENZE PRATICHE DI LABORATORIO
1) Esperienza pratica di laboratorio sul teorema dell’energia cinetica.
2) Esperienza di laboratorio sulla conservazione dell’energia meccanica.
3) Esperienza di laboratorio sulla verifica del principio di Stevin.
4) Esperienza di laboratorio sulla verifica del Principio di Archimede.
5) Esperienza di laboratorio sulla statica dei fluidi (Pascal, vasi comunicanti).
6) Esperienza di laboratorio sulla dilatazione termica lineare.
7) Esperienza pratica di laboratorio sulla verifica della legge fondamentale della termologia.
8) Esperienza di laboratorio sulla temperatura di equilibrio termico.
9) Esperienza di laboratorio sul calore latente.
10) Esperienza di laboratorio sulla propagazione del calore (conduzione, convezione,
irraggiamento).
11) Esperienza pratica di laboratorio sulle leggii di Boyle e Gay-Lussac.
12) Esperienza pratica di laboratorio sull’elettrizzazione (per strofinio, contatto, induzione).
13) Esperienza pratica di laboratorio sulla visualizzazione del campo elettrico.
14) Esperienza pratica di laboratorio sui condensatori serie-parallelo.
15) Esperienza pratica di laboratorio sulla verifica della prima legge di Ohm.
16) Esperienza pratica di laboratorio sulla verifica della seconda legge di Ohm.
17) Esperienza pratica di laboratorio sui circuiti elettrici (resistenze serie-parallelo).
18) Esperienza pratica di laboratorio sull’effetto Joule della corrente elettrica.
19) Esperienza pratica di laboratorio sul magnetismo.
20) Esperienza pratica di laboratorio sull’elettromagnetismo.
21) Esperienza di laboratorio sulla verifiche degli esperimenti di: Oerstet, Ampere, Faraday.
22) Esperienza pratica di laboratorio sull’induzione elettromagnetica, il motore elettrico e
l’alternatore (Legge di Faraday Newman-Lenz).
23) Esperienza pratica di laboratorio sulle Energia rinnovabile (Solare-Eolica).