Liceo Scientifico G. Galilei Programma svolto a.s Classi I F Fisica Prof.ssa Ancona Rosa Laura

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1 STRUMENTI MATEMATICI UTILI PER LA FISICA Proporzioni. Percentuali. Formule e formule inverse. Liceo Scientifico G. Galilei Programma svolto a.s Classi I F Fisica Prof.ssa Ancona Rosa Laura LA MISURA E GLI ERRORI La Fisica e le leggi della natura. Il metodo sperimentale. Le grandezze fisiche. Misure dirette e indirette. Grandezze omogenee e non omogenee. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Unità dell intervallo di tempo. Unità di lunghezze, aree e volumi. Conversione di unità di misura. Le caratteristiche degli strumenti di misura. Le cifre significative. La notazione scientifica. Ordine di grandezza. Operazioni e cifre significative. Stime numeriche. Il calibro. Errori di misura e incertezza della misura. Misure ripetute. La media. L errore assoluto, relativo e percentuale. Massa e densità. La propagazione degli errori nelle misure indirette. LA RAPPRESENTAZIONE DI DATI E FENOMENI I grafici cartesiani. Lettura di grafici. Le grandezze direttamente proporzionali. La proporzionalità inversa. La dipendenza lineare. La proporzionalità quadratica. OTTICA GEOMETRICA La propagazione della luce. Ombra e penombra La riflessione della luce. Gli specchi piani. Costruzione delle immagini. Gli specchi sferici. Costruzione delle immagini. L equazione dei punti coniugati. L ingrandimento. Raggi principali e costruzione di un immagine di uno specchio sferico. La rifrazione della luce. La riflessione totale. Le lenti. Costruzione dell immagine prodotta da una lente Raggi principali e costruzione di un immagine prodotta da una lente sottile concava o convessa. Gli strumenti ottici: approfondimenti avvenuti in singoli gruppi La dispersione della luce. I VETTORI Scalari e vettori. Grandezze scalari e vettoriali. Somma e sottrazione di vettori. Il prodotto di un vettore per uno scalare. LE FORZE Introduzione al concetto di forza. Gli effetti delle forze. La misura delle forze. La forza peso. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Misura di lunghezze per confronto - Strumenti di misura. Principali caratteristiche - Il calibro ventesimale; il calibro decimale - Misure dirette di lunghezza (calibro e misure ripetute) - Misure di densità di solidi, liquidi e gas.

2 - Misura del periodo del pendolo semplice. Costruzione del grafico sperimentale periodo al quadrato-lunghezza del pendolo - Misura della densità di un metallo - Formazione di ombre e penombre. - Specchi piani. Localizzazione dell'immagine - Funzionamento del disco di Hartl; la riflessione della luce su uno specchio piano e sugli specchi sferici. Gli specchi sferici: localizzazione dell'immagine nei vari casi possibili. - La rifrazione; la riflessione totale. - Lenti convergenti e divergenti: utilizzo del disco di Hartl RECUPERO Corso pomeridiano organizzato dalla scuola. Recupero mattutino in itinere. Studio individuale. Siena, 6/06/2015 Rosa Laura Ancona

3 STRUMENTI MATEMATICI UTILI PER LA FISICA Proporzioni. Percentuali. Formule e formule inverse. Liceo Scientifico G. Galilei Programma Svolto a.s Classi I I Fisica Prof.ssa Ancona Rosa Laura LA MISURA E GLI ERRORI La Fisica e le leggi della natura. Il metodo sperimentale. Le grandezze fisiche. Misure dirette e indirette. Grandezze omogenee e non omogenee. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Unità dell intervallo di tempo. Unità di lunghezze, aree e volumi. Conversione di unità di misura. Le caratteristiche degli strumenti di misura. Le cifre significative. La notazione scientifica. Ordine di grandezza. Operazioni e cifre significative. Stime numeriche. Il calibro. Errori di misura e incertezza della misura. Misure ripetute. La media. L errore assoluto, relativo e percentuale. Massa e densità. La propagazione degli errori nelle misure indirette. LA RAPPRESENTAZIONE DI DATI E FENOMENI I grafici cartesiani. Lettura di grafici. Le grandezze direttamente proporzionali. La proporzionalità inversa. La dipendenza lineare. La proporzionalità quadratica. I VETTORI Grandezze scalari e vettoriali Prodotto di un vettore per uno scalare. Somma tra vettori Scomposizione di un vettore lungo gli assi di un sistema di riferimento opportunamente scelto (con angoli notevoli 30, 45, 60 ). STATICA Punto materiale e corpo rigido. Forze: definizione e caratterizzazione Forza peso Forza elastica Accenni alle forze di attrito L EQUILIBRIO DEI FLUIDI La pressione. La pressione nei fluidi. Il Principio di Pascal. Equilibrio statico nei fluidi. La legge di Stevino. La pressione atmosferica (accennata) Il principio di Archimede e il galleggiamento. Applicazioni del principio di Archimede. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Misura di lunghezze per confronto - Strumenti di misura. Principali caratteristiche - Il calibro ventesimale; il calibro decimale - Esperienze di idrostatica (mulinello idraulico, paradosso idrostatico) - Vasi comunicanti e vasi capillari - Esperienze riguardanti la pressione atmosferica (pompa a vuoto, crepavesciche ) - Verifica qualitativa del principio di Archimede - Verifica quantitativa della relazione di diretta proporzionalità esistente tra la forza elastica e l allungamento della molla

4 Siena, 6/06/2015 Rosa Laura Ancona

5 Liceo Scientifico G. Galilei Programma Svolto a.s Classi I S Fisica Prof.ssa Ancona Rosa Laura STRUMENTI MATEMATICI UTILI PER LA FISICA Proporzioni. Percentuali. Formule e formule inverse. LA MISURA E GLI ERRORI La Fisica e le leggi della natura. Il metodo sperimentale. Le grandezze fisiche. Misure dirette e indirette. Grandezze omogenee e non omogenee. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Unità dell intervallo di tempo. Unità di lunghezze, aree e volumi. Conversione di unità di misura. Le caratteristiche degli strumenti di misura. Le cifre significative. La notazione scientifica. Ordine di grandezza. Operazioni e cifre significative. Stime numeriche. Il calibro. Errori di misura e incertezza della misura. Misure ripetute. La media. L errore assoluto, relativo e percentuale. Massa e densità. La propagazione degli errori nelle misure indirette. LA RAPPRESENTAZIONE DI DATI E FENOMENI I grafici cartesiani. Lettura di grafici. Le grandezze direttamente proporzionali. La proporzionalità inversa. La dipendenza lineare. La proporzionalità quadratica. OTTICA GEOMETRICA La propagazione della luce. Ombra e penombra La riflessione della luce. Gli specchi piani. Costruzione delle immagini. Gli specchi sferici. Costruzione delle immagini. L equazione dei punti coniugati. L ingrandimento. Raggi principali e costruzione di un immagine di uno specchio sferico. La rifrazione della luce. La riflessione totale. Le lenti. Costruzione dell immagine prodotta da una lente Raggi principali e costruzione di un immagine prodotta da una lente sottile concava o convessa. Gli strumenti ottici: approfondimenti avvenuti in singoli gruppi La dispersione della luce. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Misura di lunghezze per confronto - Strumenti di misura. Principali caratteristiche - Il calibro ventesimale; il calibro decimale - Misure dirette di lunghezza (calibro e misure ripetute) - Misure di densità di solidi, liquidi e gas. - Misura del periodo del pendolo semplice. Costruzione del grafico sperimentale periodo al quadratolunghezza del pendolo - Misura della densità di un metallo - Formazione di ombre e penombre. - Specchi piani. Localizzazione dell'immagine - Funzionamento del disco di Hartl; la riflessione della luce su uno specchio piano e sugli specchi sferici. Gli specchi sferici: localizzazione dell'immagine nei vari casi possibili. - La rifrazione; la riflessione totale. - Lenti convergenti e divergenti: utilizzo del disco di Hartl RECUPERO Corso pomeridiano organizzato dalla scuola. Recupero mattutino in itinere. Studio individuale.

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7 Liceo Scientifico G. Galilei Programma Svolto a.s Classi II D II E Fisica Prof.ssa Rosa Laura Ancona L EQUILIBRIO DEI FLUIDI La pressione. La pressione nei fluidi. Il Principio di Pascal. Equilibrio statico nei fluidi. La legge di Stevino. La pressione atmosferica. Il principio di Archimede e il galleggiamento. Applicazioni del principio di Archimede. LA TEMPERATURA E IL CALORE La misura della temperatura. Le scale termometriche. La dilatazione termica. Dilatazione lineare. Dilatazione volumetrica dei solidi. Dilatazione volumetrica dei liquidi. Il calore. La propagazione del calore. La legge fondamentale della calorimetria. Il calore specifico di una sostanza. La capacità termica di un corpo. L equilibrio termico. I cambiamenti di stato. CINEMATICA UNIDIMENSIONALE Descrizione del moto. Il sistema di riferimento. La rappresentazione grafica del moto. Il diagramma orario. La velocità media. La velocità istantanea. Il moto rettilineo uniforme. Legge oraria del moto rettilineo uniforme. Grafico spazio-tempo Il moto vario. L accelerazione media e istantanea. Grafico velocità-tempo. Il moto rettilineo uniformemente accelerato. Legge della velocità e legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato. Oggetti in caduta libera. LE LEGGI DEL MOTO DI NEWTON Il primo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Il secondo principio della dinamica. Il terzo principio della dinamica. Il peso. Il moto lungo un piano inclinato. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Esperienze di idrostatica (mulinello idraulico, manometro a membrana, manometro a forma di U con scala graduata, manometro con lancetta per paradosso idrostatico) - Vasi comunicanti e vasi capillari - Esperienze riguardanti la pressione atmosferica (pompa a vuoto, crepavesciche, emisferi di Magdeburgo) - La spinta di Archimede (bilancia idrostatica, baroscopio, diavoletto di Cartesio) - Verifica qualitativa del principio di Archimede - Temperatura di equilibrio termico. Costruzione del grafico sperimentale temperatura-tempo - Osservazioni qualitative sulla dilatazione termica di solidi, liquidi e gas (dilatoscopio lineare, dilatoscopio cubico, etc.) - La propagazione del calore. Esperienze qualitative su conduzione e convezione (strumento per la conduzione con termometri, cassetta di Ingenhousz, strumento per i moti convettivi nei liquidi) - Misura dell equivalente in acqua del calorimetro. - Misura del calore specifico del rame - Il rigelo e la soprafusione - Ebollizione dell acqua e pressione (ebollizione dell'acqua a temperatura ambiente) - Una camminata nel corridoio. Costruzione del grafico sperimentale spazio-tempo

8 - Funzionamento della rotaia a cuscino d'aria. Il marcatempo - Funzionamento dell air table. Il moto rettilineo uniforme. Costruzione dei grafici sperimentali spaziotempo e velocità-tempo - Moto uniformemente accelerato (air table). Costruzione dei grafici sperimentali spazio-tempo e velocità-tempo - Moto di caduta di un grave. Diagramma spazio-tempo RECUPERO Studio individuale Siena, 6/06/2015 Rosa Laura Ancona

9 Liceo Scientifico G. Galilei Piano di Lavoro Classe 3 C Matematica Prof.ssa Rosa Laura Ancona Le funzioni: - Relazioni e funzioni. rappresentazione simbolica, grafica, numerica di funzioni matematiche. Modellizzazioni reali mediante funzioni. - Le funzioni numeriche e loro classificazione rispetto all espressione analitica - Le funzioni definite per casi. La funzione valore assoluto - Dominio, codominio, zeri di una funzione. Determinazione analitica del campo di esistenza di funzioni polinomiali, fratte, irrazionali e contenenti valori assoluti. - Positività, negatività, crescenza e decrescenza di una funzione mediante approccio grafico - Determinazione dell equazione analitica e ricerca di dominio e codominio - Lettura qualitativa di funzioni dato il grafico - Composizione di funzioni. Invertibilità e funzione inversa. Costruzione grafica della funzione inversa - Funzioni pari e dispari: riconoscimento grafico e algebrico. - Dal confronto grafico di funzioni all interpretazione grafica di equazioni lineari e intere di grado superiore al primo, di disequazioni lineari e di grado superiore al primo. Il piano cartesiano : - Sistema cartesiano, distanza tra due punti, punto medio di un segmento, baricentro di un triangolo. Problemi di gradualità differente sul piano cartesiano. - Simmetria centrale La retta : - Equazione implicita ed esplicita di una generica retta passante e non passante per l origine. - Rette parallele e perpendicolari. Posizione reciproca tra due rette. - Retta passante per due punti. - Distanza di un punto da una retta - Luoghi geometrici e retta - Fasci propri e impropri di rette - Domini piani - Rappresentazione grafica di particolari funzioni - Ricerca grafica delle soluzioni di equazioni polinomiali, di disequazioni e di sistemi di disequazioni lineari - Simmetria assiale e traslazione - Analisi delle funzioni lineari: approccio algebrico al dominio, eventuale simmetria, positività/negatività, crescenza/decrescenza, intersezione con gli assi cartesiani. - Sistemi parametrici elementari - Analisi delle funzioni lineari: approccio algebrico al dominio, eventuale simmetria, positività/negatività, crescenza/decrescenza, intersezione con gli assi cartesiani. La parabola: - Caratterizzazione di parabole con asse parallelo all asse delle y e di parabole con asse parallelo all asse delle x - Risoluzione di disequazioni di secondo grado per via grafica - Posizione reciproca retta-parabola - Rette tangenti a una parabola - Determinazione dell equazione di una parabola - Posizione reciproca tra due parabole - Fasci di parabole - Domini piani - Risoluzione algebrica e grafica delle equazioni e delle disequazioni algebriche di secondo grado Analisi delle funzioni quadratiche: approccio algebrico al dominio, eventuale simmetria, positività/negatività, crescenza/decrescenza, intersezione con gli assi cartesiani. - Risoluzione algebrica e grafica delle equazioni e delle disequazioni irrazionali

10 - Analisi di alcune funzioni irrazionali: approccio algebrico al dominio, eventuale simmetria, positività/negatività, crescenza/decrescenza, intersezione con gli assi cartesiani. La Circonferenza: - Caratterizzazione di una circonferenza e determinazione dell equazione. - Posizione reciproca retta- circonferenza - Rette tangenti alla circonferenza - Posizione reciproca di due circonferenze - Rappresentazione grafica di alcune funzioni irrazionali dedotte dalla circonferenza L ellisse: - Caratterizzazione di un ellisse e determinazione dell equazione - Posizione reciproca retta- ellisse - Posizione reciproca tra due ellissi - Rette tangenti all ellisse - Rappresentazione grafica di alcune funzioni irrazionali dedotte dall ellisse L iperbole: - Caratterizzazione di un iperbole e determinazione dell equazione - Posizione reciproca retta-iperbole - Posizione reciproca tra due iperboli - Rette tangenti all iperbole - Iperbole equilatera riferita agli assi e riferita agli asintoti - La funzione omografica - Analisi più in generale dei luoghi geometrici; Individuazione di particolari luoghi geometrici mediante l equazione di opportune coniche e/o equazioni parametriche Movimenti Rigidi - Analisi delle curve ottenute mediante traslazioni - Costruzione grafica di funzioni particolari derivanti da simmetrie e traslazioni di funzioni elementari La trigonometria e la goniometria: - angoli e ampiezza, misura in radianti, angoli orientati; - Dalle modellizzazioni al teorema dei triangoli rettangoli - funzioni seno, coseno, tangente, cotangente - Relazione fondamentale della goniometria - Ritorno ai teoremi su i triangoli rettangoli e loro applicazioni - Richiamo dei principali risultati di geometria euclidea sulla circonferenza, sulle corde, sugli angoli alla circonferenza e i corrispondenti angoli al centro, su i poligoni inscritti e circoscritti, su i punti notevoli di un triangolo - Analisi grafica delle funzioni goniometriche: dominio, codominio, positività /negatività, crescenza/decrescenza, punti di intersezione con gli assi, periodicità - Funzioni goniometriche e trasformazioni geometriche (tranne dilatazioni e contrazioni); utilizzo del software Geogebra - Gli angoli associati. RECUPERO Corso pomeridiano organizzato dalla scuola. Studio individuale. Siena, 6/06/2015 Rosa Laura Ancona

11 Liceo Scientifico G. Galilei Piano di Lavoro Classe 3 C Fisica Prof.ssa Rosa Laura Ancona La meccanica - I moti rettilinei o Sistemi di riferimento e traiettoria o Velocità media e istantanea o Moto rettilineo uniforme o Accelerazione media e istantanea o Moto uniformemente accelerato - I moti non rettilinei o Moto curvilineo o Moto circolare uniforme o Composizione dei moti: Il moto parabolico La meccanica - I principi della dinamica - applicazioni dei principi della dinamica - Forze di attrito - La relatività galileiana - I sistemi di riferimento non inerziali Principi di conservazione - Il lavoro - Il lavoro di una forza variabile - La potenza - Le forze conservative e dissipative - Relazione tra energia cinetica e lavoro - Energia potenziale e conservazione dell energia meccanica 2 Quadrimestre Principi di conservazione: - La quantità di moto - Principio di conservazione della quantità di moto - L impulso - Gli urti - Il centro di massa La dinamica dei fluidi - I fluidi ideali - La portata - L equazione di Bernoulli e le sue applicazioni - Effetto Venturi Dalla traslazione alla rotazione - Confronto tra moto traslazione e moto rotazionale - Prodotto vettoriale - Momento di una forza - Equilibrio del corpo rigido - La dinamica rotatoria di un corpo rigido - Momento angolare e legge di conservazione Gravitazione Universale

12 - Dai modelli geocentrici al campo gravitazionale - Le Leggi di Keplero - Il valore della costante g - Il moto dei satelliti - L energia potenziale gravitazionale - Forza di gravità e conservazione dell energia meccanica - Il campo gravitazionale ESPERIENZE DI LABORATORIO - Moto circolare uniforme e moto rettilineo uniforme (air table). - Il moto parabolico. Costruzione del grafico sperimentale x-y per la determinazione della traiettoria. - Urto in una dimensione; verifica sperimentale della conservazione della quantità di moto. - Urto elastico in due dimensioni con l air table (esperienza quantitativa) RECUPERO Corso pomeridiano organizzato dalla scuola. Studio individuale. Siena 6/06/2015 Rosa Laura Ancona

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