PROGRAMMA SVOLTO E INDICAZIONI LAVORO ESTIVO. a. s CLASSE 3 D

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1 PROGRAMMA SVOLTO E INDICAZIONI LAVORO ESTIVO a. s CLASSE 3 D Insegnante: Disciplina: Bruna CIBRARIO FISICA

2 PROGRAMMA SVOLTO Ottica geometrica (assegnato per le vacanze) Cinematica Dinamica Lavoro ed energia Riflessione della luce: specchi piani e sferici. Rifrazione della luce. Angolo limite di riflessione totale. Dispersione della luce e colori: il fenomeno dell'arcobaleno. Lenti convergenti e divergenti. Equazione delle lenti, potere diottrico, ingrandimento. Strumenti ottici. Traiettoria, legge oraria del moto, grafico spazio-tempo, grafico velocità-tempo. Velocità media/istantanea come coefficiente angolare della retta secante/tangente al grafico spazio-tempo. Accelerazione media/istantanea come coefficiente angolare della retta secante/tangente al grafico velocità-tempo. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria del moto ottenuta come somma degli spostamenti infinitesimi a velocità uniformemente crescente. Moti di caduta libera. Composizione di moti. Moto circolare uniforme, moto armonico. Primo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Trasformazioni di Galileo. Composizione delle velocità. Secondo principio della dinamica e sua natura vettoriale. Massa inerziale. Terzo principio della dinamica. Forze: forza peso, forze di attrito statico e dinamico, tensione in un cavo, forza elastica (legge di Hooke). Applicazioni del secondo principio: equilibrio statico, equilibrio dinamico. Forza centripeta in un moto circolare uniforme. Forze apparenti in un sistema non inerziale: peso apparente, forza centrifuga, forza di Coriolis. Definizione di lavoro (di una forza costante o variabile) e di energia cinetica di una massa puntiforme. Energia potenziale gravitazionale. Energia meccanica. Energia potenziale elastica.

3 Forze conservative e non conservative. Teorema dell'energia cinetica. Conservazione dell'energia meccanica. Potenza meccanica. Impulso e quantità di moto Definizione di impulso e di quantità di moto. Teorema dell'impulso. Conservazione della quantità di moto. Centro di massa di un sistema di particelle e di un corpo esteso (visto come un agglomerato di particelle). Moto del centro di massa di un sistema isolato o non isolato. Urti: elastici, anelastici; in una o due dimensioni. Trasferimento di energia e di quantità di moto negli urti. Cinematica, statica e dinamica rotazionale Gravitazione Fluidi Spostamento, velocità e accelerazione angolari (scalari e vettoriali). Momento di una forza o di un sistema di forze rispetto ad un asse. Momento di una coppia di forze. Attrito volvente. Equilibrio statico di un corpo rigido. Leve. Secondo principio della dinamica per i moti rotazionali. Momento d'inerzia di un corpo rigido rispetto ad un asse. Energia cinetica rotazionale. Energia cinetica totale. Definizione di impulso angolare e momento angolare. Conservazione del momento angolare. Dalle leggi di Keplero alla legge di gravitazione universale di Newton. Esperienza di Cavendish. Il concetto di campo gravitazionale come campo di accelerazioni. Relazione tra massa e peso; massa inerziale e massa gravitazionale. Il moto dei satelliti: orbite circolari ed ellittiche, significato fisico delle leggi di Keplero. Assenza apparente di gravità, moto orbitale come caduta libera. Calcolo dell accelerazione gravitazionale centripeta e della velocità orbitale per orbite circolari. Messa in orbita di un satellite artificiale. Lavoro della forza gravitazionale. Energia potenziale del campo gravitazionale: formula generale e sua approssimazione vicino alla superficie terrestre. Velocità di fuga. Ripasso della statica dei fluidi: densità, pressione; legge di Stevino, principio di Archimede.

4 Dinamica dei fluidi: flusso stazionario/non stazionario, comprimibile/ incomprimibile, viscoso/non viscoso. Linee e tubi di flusso. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli e suo significato energetico. Applicazioni dell equazione di Bernoulli: effetto Venturi, portanza di un ala e spinta di una vela, effetto Magnus, teorema di Torricelli. Flusso viscoso, equazione di Poiseuille. Regimi laminare e turbolento. Temperatura e calore La temperatura e la sua misura: dilatazione termica, principio zero della termodinamica. Dilatazione termica di solidi e liquidi: lineare, volumica. Termometri, scale Celsius e Farenheit. Dilatazione termica dei gas perfetti a pressione e a volume costanti (leggi di Gay-Lussac): definizione della temperatura assoluta (scala Kelvin). Teoria cinetica dei gas: interpretazione a livello microscopico di pressione e temperatura. Moto browniano. Calore ed energia interna di un corpo. Capacità termica e calore specifico di solidi e liquidi. Definizione di caloria. Equivalente meccanico della caloria. Calorimetro. Propagazione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Stati della materia (cenni). Cambiamenti di stato, calore latente.

5 INDICAZIONI PER IL LAVORO ESTIVO Tutti gli allievi Tutti gli allievi dovranno ripassare l intero programma svolto nell anno trascorso (capitoli dall 1 all 8 del libro di testo). Per ciascun capitolo dovranno svolgere almeno 9 esercizi a scelta (3 di livello semplice, 3 di livello medio e 3 di livello difficile) della sezione Problemi finali, rispondere a tutti i quesiti a risposta multipla della sezione Test e prepararsi a rispondere alle Domande. Al rientro dalle vacanze, le prime settimane di lezione saranno dedicate al controllo dei compiti e ad interrogazioni orali in cui i singoli allievi verranno invitati a rispondere alle varie Domande. Sia i compiti che le interrogazioni verranno valutati con un voto. Inoltre, tutti gli allievi dovranno studiare e approfondire autonomamente i cap. 9, 10 e 11 sui seguenti argomenti: cap. 9 : Le leggi dei gas ideali e la teoria cinetica cap. 10 : Il primo principio della termodinamica cap. 11 : Il secondo principio della termodinamica in modo da essere pronti ad affrontare l argomento al ritorno dalle vacanze estive. Per tutti gli allievi si consiglia la lettura di almeno uno dei seguenti libri di Richard Feynman: Sei pezzi facili - ed. Adelphi (escluso il cap. 6) Il piacere di scoprire - ed. Adelphi Chi volesse, si può cimentare con la versione in inglese, disponibile in e-book per ciascuno dei testi (formato Kindle). Allievi con giudizio sospeso Gli allievi con sospensione del giudizio dovranno svolgere, per ciascun capitolo, 15 esercizi a scelta (5 di livello semplice, 5 di livello medio e 5 di livello difficile) della sezione Problemi finali, rispondere a tutti i quesiti a risposta multipla della sezione Test e prepararsi a rispondere alle Domande. Si consiglia anche la predisposizione di mappe mentali, sia sintetiche, sia analitiche, per ciascun argomento. L esame di riparazione consisterà in un interrogazione sulle Domande e i Test, in una revisione delle mappe mentali prodotte e degli esercizi svolti durante l estate e nella risoluzione di uno o più problemi aggiuntivi. Sarà oggetto di valutazione anche il rigore con cui gli esercizi saranno strutturati e ordinati, divisi per argomenti e corredati di: elenco dei dati, grafici, definizione delle variabili, formule utilizzate, passaggi chiari, esplicite descrizioni dei ragionamenti applicati, risultati forniti in notazione scientifica, con il corretto numero di cifre significative e con le unità di misura appropriate. Torino, 15 giugno 2018 L Insegnante