I.T.T. «G. MARCONI» - PADOVA

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1 I.T.T. «G. MARCONI» - PADOVA Via Manzoni, Padova Tel.: 049/ Fax 49/ marconi@itismarconipadova.it - pdtf02000e@pec.istruzione.it pdtf02000e@istruzione.it - sito: Istituto Tecnico per il Settore Tecnologico Rev. 0 MD_PRS01 Data: PROGRAMMA SVOLTO DOCENTE Giordano Claudio I.T.P. Veronese Maria Grazia MATERIA: Scienze integrate (Fisica) CLASSE II C Testo adottato: L'Amaldi verde 2 - Termodinamica, Onde, elettromagnetismo - Aut. Ugo Amaldi - Ed. Zanichelli ENERGIA MECCANICA: Le definizione di quantità di moto - Il Principio di conservazione della quantità di moto - Definizione di impulso di una forza - La definizione di lavoro - La potenza - L'energia cinetica e la relazione tra lavoro ed energia cinetica - L'energia potenziale gravitazionale - Il Principio di conservazione dell'energia meccanica Sapere da cosa dipenda la quantità di moto di un corpo e saperla calcolare - Conoscere l'effetto di una forza che agisce su di un corpo per un breve intervallo di tempo - Saper calcolare l'impulso e la variazione di velocità subita dal corpo - Saper calcolare il lavoro prodotto da una forza e la potenza sviluppata - Saper da cosa dipenda e come si calcoli l'energia cinetica - Saper cosa stia ad indicare e come si calcoli l'energia potenziale gravitazionale - sapere da cosa sia costituita e come si calcoli l'energia meccanica - Conoscere il Principio di conservazione dell'energia meccanica e saperlo applicare. Piano di esodo e Regolamento di laboratorio. Impulso e quantità di moto, schema di principio e di montaggio e sua analisi. Esecuzione ed elaborazione delle misure. Esperienza sulla conservazione della quantità di moto totale negli urti elastici. Visione di filmati Il pendolo di Newton, conservazione della quantità di moto e urti al tavolo da bigliardo. L'energia meccanica ed il Principio di conservazione dell'energia meccanica. Quantificazione: a) del Lavoro fatto su un sistema meccanico dalla forza di gravità; b) delle variazioni subite dall energia cinetica e dall energia potenziale del sistema meccanico esaminato. Elaborazione delle misure e calcolo degli errori relativi ed assoluti associati, registrazione corretta delle misure.

2 LA TEMPERATURA: Le scale termometriche Celsius e Kelvin - La dilatazione termica lineare e volumetrica IL CALORE: La capacità termica - Il calore specifico - La Legge fondamentale della termologia La caloria e l equivalente in Joule - L'equilibrio termico e la temperatura di equilibrio - Il calore latente di fusione e di vaporizzazione - Modalità di trasmissione del calore, funzionamento di un calorimetro, conduzione e convezione - Il calore e gli stati di aggregazione della materia. Sapere con quale grandezza possa essere messa in relazione la temperatura di un corpo - Sapere cosa abbiano in comune le scale termometriche Celsius e Kelvin e saper tra sformare una temperatura da una scala all'altra - Sapere da cosa dipenda la dilatazione termica lineare e saper risolvere i problemi ad essa relativi - Sapere quali siano le variabili termodinamiche. Sapere cosa rappresenti e saper calcolare la capacità termica di un corpo - Sapere cosa sia e da cosa dipenda il calore specifico - Conoscere la Legge fondamentale della termologia - Saper cosa stia ad indicare una situazione di equilibrio termico e saper risolvere problemi a tale situazione relativi - Conoscere e saper differenziare le modalità di trasmissione del calore, sapere come si comporta un corpo se riscaldato, conoscere il significato di temperatura di fusione e di vaporizzazione - latazione lineare di alluminio, acciaio e ottone: misurazioni dei coefficienti di dilatazione. Elaborazione delle misure, calcolo degli errori relativi e assoluti associati ai coefficienti di dilatazione e formalizzazione corretta dei risultati. - Esperienza applicativa del primo principio della termodinamica in un sistema isolato: 1. Bilancio energetico del calorimetro ed effetto Joule: misure dell equivalente termico del lavoro e dell equivalente meccanico della caloria; 2. Relazione tra calore fornito e variazione di temperatura T = f (E) con m = k e misura sperimentale del calore specifico dell acqua. Schema del circuito elettrico di alimentazione delle resistenze immerse e suo montaggio ed esecuzione delle misurazioni di temperatura, tempo, d.d.p. e I. Recupero delle abilità di rappresentazione grafica di dati per determinare la capacità termica dell acqua attraverso il calcolo del coefficiente angolare.

3 LA TERMODINAMICA: Il diagramma P-V - Le trasformazioni cicliche - L'energia interna di un sistema fisico e il lavoro termodinamico Gli scambi di energia - Il Primo Principio della termodinamica - Il Secondo Principio della termodinamica - Le macchine termiche ed il loro rendimento Saper rappresentare nel piano P-V lo stato di un sistema gassoso in equilibrio - Sapere da cosa dipenda l'energia interna di un gas ideale - Sapere rappresentare una trasformazione isobarica o isocora - Sapere quando si ha produzione di lavoro - Saper calcolare il lavoro prodotto in una trasformazione reversibile - Conoscere il Primo Principio della termodinamica e saperlo applicare - Sapere cosa stia ad indicare il rendimento di una macchina termica - Saper come si determini il rendimento di una macchina termica, anche ideale. Esperienza applicativa del primo principio della termodinamica in un sistema isolato: LA CARICA ELETTRICA: Convenzioni sui segni delle cariche - La Legge di Coulomb Come si elettrizza un corpo Conduttori ed isolanti Elettrizzazione per induzione. IL CAMPO ELETTRICO: Il vettore campo elettrico - Il campo elettrico prodotto da una carica puntiforme e da più cariche puntiformi - Il campo elettrico uniforme - L'energia potenziale elettrica - La relazione tra campo elettrico e differenza di potenziale - Capacità di un condensatore - Il condensatore piano 1. Bilancio energetico del calorimetro ed effetto Joule: misure dell equivalente termico del lavoro e dell equivalente meccanico della caloria; Sapere come interagiscano due cariche elettriche puntiformi e come si determini l'intensità di tale interazione, conoscere le caratteristiche e i comportamenti di elementi conduttori ed isolanti - Campo elettrico all interno di un conduttore carico: visione e commento del film La Legge di Coulomb - Esperimenti di elettrostatica: elettroscopio, fenomeni di elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione e riconoscimento della carica indotta. potere disperdente delle punte, gabbia di Faraday; - Generatori elettrostatici: elettroforo di Volta e generatore di Van de Graff. Sapere quale sia l'effetto di una carica posta in uno spazio vuoto - Saper come si determini il campo elettrico in un punto dello spazio quando esso sia prodotto da una sola carica o da più cariche puntiformi Saper illustrare graficamente un campo elettrico - Sapere quando un campo elettrico è uniforme - Sapere cosa significhi la differenza di potenziale tra due punti e come

4 LA CORRENTE ELETTRICA: Intensità di corrente elettrica - Elementi fondamentali di un circuito elettrico - La Prima e la Seconda Legge di Ohm - Collegamenti in serie ed in parallelo - La resistenza equivalente - Il nodo - sposizioni miste - Potenza dissipata IL CAMPO MAGNETICO: La forza magnetica Linee di un campo magnetico, poli magnetici Campo magnetico prodotto da una corrente Forza generata da correnti parallele Il vettore campo magnetico Il campo magnetico generato da un solenoide corrente indotta e flusso magnetico LE ONDE E LA LUCE: Propagazione di onde lunghezza d onda e velocità Le onde acustiche, l eco La luce e la sua natura ondulatoria La riflessione e gli specchi piani e concavi L indice di rifrazione e la rifrazione totale - La rifrazione e le lenti. essa si calcoli - Sapere cosa sia un condensatore e cosa avvenga in esso - Sapere le grandezze necessarie per determinare la capacità di un condensatore piano - Saper determinare la capacità di un condensatore piano. Sapere cosa rappresenta e come si calcola l'intensità di corrente elettrica Conoscere gli elementi fondamentali di un circuito elettrico elementare - Conoscere e saper applicare la Prima e la Seconda Legge di Ohm - Saper cosa hanno in comune i resistori in serie e cosa quelli in parallelo - Sapere cosa rappresenti e come si calcola la resistenza equivalente di resistori in serie o in parallelo - Sapere cosa è un nodo e cosa avviene in esso - Saper risolvere un circuito con resistori aventi disposizione in parallelo, in serie o mista - Saper determinare la potenza dissipata in un utilizzatore. Sapere quali sono le caratteristiche di un magnete Saper disegnare un campo magnetico Sapere come si genera un campo magnetico e valutare le forze che si esercitano reciprocamente le correnti Sapere l origine e la natura del vettore campo magnetico B Sapere come viene indotta una corrente variando il flusso del campo magnetico (Legge di Faraday) Sapere come si propaga un onda in un mezzo e quali sono le sue caratteristiche Conoscere la propagazione di un onda in un mezzo fluido (aria o acqua), conoscere l esperimento di Young sull interferenza della luce Conoscere le leggi della riflessione e saper costruire un immagine posizionando un oggetto davanti ad uno specchio concavo - Conoscere le leggi della rifrazione e saper costruire un immagine posizionando

5 un oggetto davanti ad una lente biconvessa. - Effetto Joule e Definizione di d.d.p.: rapporto tra l Energia fornita dall alimentatore elettrico e la quantità di carica circolata nel riscaldatore elettrico nel tempo di chiusura del circuito (2 esperienza col calorimetro). Elaborazione delle misure, calcolo degli errori relativi ed assoluti, formalizzazione e analisi dei risultati. - Strumenti di misura: simboli principali relativi a quelli analogici, classe di precisione, errore assoluto massimo e suo calcolo; simboli dei principali elementi circuitali, schemi di circuiti elettrici semplici. - Realizzazione di circuiti elementari - Uso degli strumenti in ordine all effettuazione corretta delle misura e al loro inserimento nel circuito. Misure di intensità di corrente e di differenza di potenziale: verifica della 1 Legge di Ohm. - Elaborazione grafica e analitica delle misure di ddp e I. Applicazione delle regole di propagazione degli errori e calcolo degli errori relativo e assoluto associati alla resistenza, formalizzazione corretta della misura. - Analisi guidata del grafico (V, I): calcolo del coefficiente angolare e riconoscimento del suo significato fisico. - Analisi guidata di semplici circuiti: collegamenti di resistenze in serie e in parallelo. Misure di tensione e corrente sulle singole resistenze e ai capi della serie e del parallelo. Esperimenti di elettromagnetismo: Spettri magnetici: Linee di forza e spettri magnetici di magneti. Linee di forza e campo magnetico generato: da una corrente rettilinea, da una spira e da un solenoide. Induzione elettromagnetica - esperimenti di elettromagnetismo: forza magnetica su un filo percorso da corrente in un campo magnetico. Induzione elettromagnetica: esperimenti di Faraday -verifica delle legge di Lenz. Tensione indotta e accoppiamento tra bobina di campo e bobina indotta mutua induzione col metodo degli impulsi di tensione. Rapporto di trasformazione delle tensioni nel funzionamento a vuoto del trasformatore. Padova, 08/06/2018 prof. (Claudio Giordano) I rappresentanti di classe: prof.ssa (Maria Grazia Veronese)