Conoscenze. Che cos è la fisica - Lo studio della natura prima di Galileo - Il metodo. scientifica.

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1 Classe: TERZA (Liceo Artistico) Pagina 1 / 2 della Fisica nel Il metodo scientifico e la misura delle grandezze Le grandezze vettoriali e le forze Che cos è la fisica - Lo studio della natura prima di Galileo - Il metodo scientifico. Grandezze fisiche e misure - Le grandezze derivate: area, volume e densità - Misure dirette e indirette. Notazione ordine di grandezza - Misure ed errori. Grandezze scalari e grandezze vettoriali - I vettori. Lo spostamento - Le forze. La forza di gravità - La forza elastica - La forza di attrito. Spiegare come si articola il metodo sperimentale, come si definiscono le grandezze fisiche, cos'è e a che cosa serve l'unità di misura. Utilizzare le unità del Sistema Internazionale (equivalenze). Riconoscere le grandezze fisiche fondamentali e derivate e utilizzare la notazione scientifica. Spiegare la differenza tra misure dirette e indirette. Calcolare il valore medio di una serie di misure ripetute. Spiegare cos'è l'errore di misura. Distinguere tra grandezze scalari e vettoriali. Rappresentare in un grafico cartesiano un vettore e scomporlo secondo due direzioni assegnate. Spiegare cos'è e cosa rappresenta lo spostamento. Comporre due spostamenti. Spiegare il concetto di forza. Distinguere tra le grandezze massa e peso. Enunciare le proprietà della forza elastica e la legge di Hooke. Enunciare le cause e le proprietà delle forze di attrito. Le forze e l'equilibrio L equilibrio di un punto materiale Il momento di una forza e di una coppia di forze. L equilibrio di un corpo rigido - le macchine semplici. Baricentro di un corpo, stabilità dell equilibrio. Spiegare il modello del punto materiale e utilizzare la condizione di equilibrio di un punto materiale. Spiegare come agisce e come si rappresenta una forza applicata. Spiegare ed utilizzare le condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Spiegare il funzionamento delle leve e delle carrucole. Spiegare cos'è il baricentro e riconoscere la sua posizione L'equilibrio dei fluidi La pressione - I vasi comunicanti Il principio di Pascal e la legge di Stevino - Il principio di Archimede. La pressione atmosferica. Spiegare cos'è un fluido ed enunciare la definizione di pressione. Enunciare il principio di Pascal e la legge di Stevino. Enunciare la legge dei vasi comunicanti. Descrivere l esperienza di Torricelli e spiegare cos'è la pressione atmosferica. Enunciare il principio di Archimede.

2 Classe: TERZA (Liceo Artistico) Pagina 2 / 2 della Fisica nel Il movimento I principi della dinamica Moto circolare uniforme Come descrivere il moto - La velocità - Il moto uniforme. Equazione generale del moto rettilineo uniforme. L accelerazione - Il moto rettilineo uniformemente accelerato - Equazioni generali del moto rettilineo uniformemente accelerato - Il moto di caduta libera La dinamica - Il primo principio della dinamica. Il secondo principio della dinamica. Massa e peso. Il terzo principio della dinamica. Il moto circolare uniforme. La velocità angolare. L accelerazione centripeta e la forza centripeta. Riconoscere la traiettoria di un punto materiale. Enunciare le definizioni di velocità e accelerazione, media e istantanea. Riconoscere le leggi orarie del moto rettilineo uniforme e del moto rettilineo uniformemente accelerato. Interpretare i grafici. Spiegare le caratteristiche del moto di caduta libera. Spiegare la differenza tra cinematica e dinamica. Enunciare i tre principi della dinamica. Spiegare la relazione tra le forze applicate ad un corpo e i loro effetti. Descrivere le caratteristiche del moto circolare uniforme. Definire la velocità angolare. Spiegare cosa sono l'accelerazione centripeta e la forza centripeta. Le forze e il moto Il moto lungo un piano inclinato. Il moto dei proiettili. La composizione dei moti. Il pendolo semplice. La legge di gravitazione universale Il moto dei pianeti e le leggi di Keplero. Il moto dei satelliti. Scomporre le forze nel moto lungo il piano inclinato e calcolare l'accelerazione. Riconoscere le condizioni iniziali e scrivere le equazioni del moto. Enunciare le leggi di Keplero. Spiegare la legge di gravitazione universale.

3 Classe: QUARTA (Liceo Artistico) Pagina 1 / 2 della Fisica nel Lavoro, energia, potenza Quantità di moto e impulso Definizione di lavoro (forza costante); unità di misura; lavoro della forza peso. Lavoro di una forza variabile o con direzione variabile; lavoro della forza elastica. Definizione generale di energia; unità di misura. Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica. L'energia potenziale; l'energia potenziale gravitazionale e l'energia potenziale elastica. Definizione di energia meccanica. Forze conservative e conservazione dell'energia meccanica; trasformazioni dell'energia. Forze non conservative e conservazione dell'energia totale. Definizione di potenza; unità di misura; potenza a velocità costante. Definizione di quantità di moto (unità di misura). Definizione di sistema isolato. La conservazione della quantità di moto. Definizione di impulso di una forza Relazione tra impulso e quantità di moto. Urti elastici ed anelastici. Definire il lavoro (con esempi e disegni) in vari casi e l'unità di misura del lavoro. Definire l'energia e spiegare quali forme di energia esistono. Definire e calcolare l'energia cinetica; spiegare il teorema dell'energia cinetica. Spiegare cos'è l'energia potenziale; Calcolare l'energia potenziale gravitazionale ed elastica. Definire l'energia meccanica; eseguire semplici problemi sul calcolo dell'energia meccanica. Spiegare la conservazione dell'energia meccanica; risolvere semplici problemi sulla conservazione dell'energia meccanica. Definire la potenza e la sua unità di misura; eseguire semplici problemi sul calcolo della potenza. Definire la quantità di moto e calcolare il suo valore in semplici esercizi. Spiegare cos'è un sistema isolato (con esempi). Spiegare quando e perché si conserva la quantità di moto (esempi). Definire l'impulso di una forza e calcolare il suo valore in semplici esercizi. Spiegare la relazione tra impulso e quantità di moto (con semplici esempi). Temperatura e calore Caldo, freddo e sensazioni corporee Equilibrio termico e temperatura. La dilatazione termica; il termometro Dilatazione lineare, superficiale, volumica. Calore e lavoro: l'esperienza di Joule Capacità termica, calore specifico ed equazione fondamentale della termologia. Stati della materia e passaggi di stato. Propagazione del calore per conduzione. Propagazione del calore per convezione. Propagazione del calore per irraggiamento. Effetto serra e riscaldamento globale Eco - abitazioni. Illustrare i concetti intuitivi di calore e temperatura e spiegare la differenza tra le due grandezze fisiche. Scrivere e utilizzare le formule della dilatazione termica lineare. Descrivere e spiegare il funzionamento dei termometri a dilatazione. Descrivere e illustrare il significato dell'esperienza di Joule. Eseguire semplici problemi con la formula fondamentale della calorimetria. Descrivere i cambiamenti di stato (solido, liquido, gas, vapore). Spiegare, anche con esempi, le tre modalità di propagazione del calore. Eseguire semplici problemi sulla propagazione per conduzione. Spiegare l'effetto serra nell'atmosfera terrestre Illustrare i concetti base sul risparmio energetico nelle abitazioni.

4 Classe: QUARTA (Liceo Artistico) Pagina 2 / 2 della Fisica nel Termodinamica e macchine termiche Onde e suono Lo stato di un gas e le trasformazioni termodinamiche; trasformazioni a pressione costante, a volume costante, a temperatura costante. Gas perfetto ed equazione del gas perfetto. Teoria cinetica molecolare; definizioni di energia interna e temperatura assoluta. Primo principio della termodinamica. Macchine termiche; ciclo di Carnot. Macchine frigorifere. Secondo principio della termodinamica. Equivalenza degli enunciati del secondo principio di Kelvin e di Clausius. Processi irreversibili e degradazione dell'energia. Definizione di onda; onde impulsive e onde periodiche; onde meccaniche. Onde trasversali e onde longitudinali Proprietà delle onde meccaniche. Principio di sovrapposizione e interferenza. Riflessione, rifrazione e diffrazione. Definizione di suono e proprietà dell'onda sonora. Intensità sonora. Il decibel. Riflessione e diffrazione del suono. Effetto doppler. Effetti fisiologici e inquinamento acustico. Spiegare cosa si intende per stato di un gas e quali sono le grandezze fisiche che lo descrivono. Illustrare nel piano (p,v) le principali trasformazioni di un gas. Definire il gas perfetto e spiegare il significato dell'equazione del gas perfetto Illustrare della teorica cinetica molecolare e spiegare la differenza fra calore e temperatura. Definire un ciclo termodinamico. Illustrare il primo principio della termodinamica ed eseguire semplici problemi. Definire cos'è una macchina termica e spiegare la macchina di Carnot. Enunciati di Kelvin e Clausius del secondo principio della termodinamica. Spiegare i concetti di qualità dell'energia e di degradazione dell'energia. Definire l'onda impulsiva e l'onda periodica, con esempi. Illustrare le principali caratteristiche geometriche- temporali delle onde periodiche. Eseguire semplici esercizi con frequenza, lunghezza e periodo. Illustrare, anche con disegni, i seguenti fenomeni: riflessione, rifrazione e diffrazione; sovrapposizione e interferenza. Spiegare cos'è il suono e quali sono le sue principali caratteristiche. Eseguire semplici esercizi. Spiegare l'effetto doppler (esempi). Cos'è l' inquinamento acustico. La luce Luce: modello corpuscolare e modello ondulatorio; l'effetto fotoelettrico. Propagazione della luce; velocità della luce. Riflessione; specchi piani e specchi curvi (concavi e convessi; legge dei punti coniugati). Il fenomeno della diffusione. La rifrazione della luce; la riflessione totale e le fibre ottiche. Lenti convergenti e divergenti; potere diottrico. Dispersione della luce e colori. Diffrazione e interferenza. Illustra i modelli corpuscolare e ondulatorio della luce. La velocità della luce e i suo limite. La diffusione e le conseguenze sulla propagazione della luce: spiegare. Riflessione: spiegazione ed esempi grafici, Specchi, concavi e convessi: semplici esempi grafici. Rifrazione: spiegazione ed esempi grafici. Lenti concave e convesse: semplici esempi grafici. L'occhio e i difetti della vista: descrizione. Spiegare la correzione dei difetti visivi e il potere diottrico. Illustrare la dispersione della luce. Spiegare (con esempi) i fenomeni di diffrazione e interferenza.

5 Classe: QUINTA (Liceo Artistico) Pagina 1 / 2 della Fisica nel Le cariche e il campo elettrico La corrente elettrica I fenomeni elettrici: metodi per elettrizzare. Induzione elettrostatica. Polarizzazione degli isolanti. La struttura dell'atomo e la natura della carica elettrica. Conservazione della carica elettrica e legge di Coulomb. Definizione di campo di forza. Il campo gravitazionale. Il campo elettrico. Il vettore campo elettrico. Le linee di campo. Potenziale elettrico. Potenziale di una carica puntiforme. Potenziale di un sistema di cariche puntiformi. Relazione tra campo elettrico e potenziale elettrostatico. Condensatori. Capacità dei condensatori. Il condensatore piano. Energia immagazzinata. Condensatori in serie e in parallelo. Moto di una carica in un campo elettrico. Corrente elettrica e circuiti elettrici. Generatori di forza elettromotrice. Generatori di corrente. Resistenza di un conduttore. Prima e seconda legge di Ohm. Effetto Joule e applicazioni. Potenza elettrica. La corrente nei liquidi e nei gas. Descrivere i principali metodi di elettrizzazione. Utilizzare la legge di Coulomb in semplici contesti. Determinare il vettore campo elettrico in semplici sistemi dipolari. Rappresentare le linee di forza di un campo generato da una o due cariche puntiformi. Determinare il potenziale elettrostatico in sistemi con una o due cariche puntiformi. Illustrare il concetto di corrente elettrica. Descrivere e spiegare che cos'è e da che cosa deriva la resistenza elettrica. Applicare le leggi di Ohm in semplici circuiti. Spiegare l'effetto Joule. Calcolare la potenza dissipata in semplici contesti. Il campo magnetico Fenomeni magnetici; i magneti naturali. Il campo magnetico; confronto con il campo elettrico. Interazioni tra magneti e correnti elettriche (esperienze di Oersted e di Faraday). Interazioni tra correnti elettriche. Materiali diamagnetici e ferromagnetici. Definizione di Ampère come unità fondamentale del S.I. Legge di Biot-Savart; intensità del campo magnetico. Descrivere il magnetismo naturale. Spiegare la relazione tra fenomeni elettrici e fenomeni magnetici. Definizione di Ampère come unità del Sistema Internazionale

6 Classe: QUINTA (Liceo Artistico) Pagina 2 / 2 della Fisica nel Il campo elettromagnetico Campo magnetico prodotto da un conduttore percorso da corrente. Campo magnetico generato al centro di una spira e di un solenoide. Magneti artificiali. Il campo elettromagnetico: genesi e proprietà delle onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Onde radio, microonde, onde luminose, infrarosse, ultraviolette, raggi X e gamma. Inquinamento elettromagnetico. Descrivere il funzionamento della spira e del solenoide e le loro applicazioni. Classificare le onde elettromagnetiche. Illustrare i principali utilizzi e la pericolosità delle onde elettromagnetiche. La fisica del 900 Teoria della relatività: cenni storici; postulati della relatività ristretta. Le conseguenze dei postulati della relatività ristretta. Relatività generale e geometria dello spazio-tempo. Meccanica quantistica: quanti di energia, dualismo onda particella. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Spiegare i limiti della fisica classica. Spiegare le principali innovazioni. introdotte dalla Teoria della Relatività. Spiegare le principali innovazioni introdotte dalla Meccanica Quantistica.

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