PIANO DI LAVORO DI FISICA CLASSI QUARTE

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1 Liceo Scientifico Statale G. Galilei Via A. Moro, Borgomanero (NO) - Tel. e Fax PIANO DI LAVORO DI FISICA CLASSI QUARTE Anno Scolastico 2017/2018 CLASSE 4A DOCENTE Cordevole Ilaria 4B Zanetta Michela 4C Baccalaro Caterina 4D Galli Cristina 4F Medina Maurizio FINALITA Come da indicazioni Nazionali relative al secondo biennio e in particolare alla classe quarta il percorso didattico darà maggior rilievo all impianto teorico (le leggi della Fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Sarà affrontato lo studio dei principi della termodinamica che permetterà allo studente di generalizzare la legge di conservazione dell energia e di comprendere i limiti intrinseci alle trasformazioni tra forme di energia, anche nelle loro implicazioni tecnologiche, in termini quantitativi e matematicamente formalizzati. Si inizierà lo studio dei fenomeni ondulatori con le onde meccaniche, introducendone le grandezze caratteristiche e la formalizzazione matematica; si esamineranno i fenomeni relativi alla loro propagazione con particolare attenzione alla sovrapposizione, interferenza e diffrazione. In questo contesto lo studente familiarizzerà con il suono (come esempio di onda meccanica particolarmente significativa) e completerà lo studio della luce con quei fenomeni che ne evidenziano la natura ondulatoria. Lo studio dei fenomeni elettrici permetterà allo studente di esaminare criticamente il concetto di interazione a distanza, già incontrato con la legge di gravitazione universale, e di arrivare al suo superamento mediante l introduzione di interazioni mediate dal campo elettrico, del quale si darà anche una descrizione in termini di energia e potenziale. SITUAZIONE INIZIALE DELLE CLASSI Nelle prime settimane i singoli docenti provvedono ad impostare l attività di ripasso come completamento e raccordo con gli ultimi argomenti svolti nel precedente anno scolastico (gas perfetti e teoria cinetica dei gas). OBIETTIVI E CONTENUTI Nella seguente tavola di programmazione vengono sintetizzati i contenuti legati agli obiettivi fissati e scansionati in riferimento al libro di testo in adozione. Programmazione didattica VOLUME Dalla mela di Newton al bosone di Higgs 3.

2 CAPITOLO CONOSCENZE COMPETENZE 20 e 21. La teoria cinetica. Esprimere le leggi dei gas in funzione Teoria cinetica La pressione del gas ideale dal della temperatura assoluta. dei gas ideali e cambiamenti di stato. punto di vista microscopico. Mettere in relazione la velocità La temperatura e l energia cinetica quadratica media delle molecole di un media. gas con la sua pressione o la sua Le velocità quadratica media. La distribuzione Maxwelliana delle velocità. Gli stati della materia ed i passaggi di stato. temperatura. Determinare i calori scambiati nei passaggi di stato. 22, 23 e 24. Il lavoro termodinamico. Calcolare il lavoro di un gas compiuto Principi della L energia interna. a pressione costante. termodinamica Il primo principio della Calcolare il lavoro di un gas con un termodinamica. metodo grafico. Applicare il primo Trasformazioni e lavoro. I calori molari. principio della termodinamica alle trasformazioni di un gas perfetto. Il rendimento delle macchine Calcolare i calori molari. termiche. Descrivere schematicamente una Il ciclo di Carnot. macchina termica e calcolarne il Il secondo principio della rendimento. Descrivere un ciclo di termodinamica. Carnot e le sue trasformazioni. Risolvere problemi con cicli L entropia. termodinamici, calcolando le varie Entropia, probabilità e terzo grandezze coinvolte. principio. VOLUME Dalla mela di Newton al bosone di Higgs 4. CAPITOLO CONOSCENZE COMPETENZE Moti ondulatori Unità 25. Ricavare la legge oraria del moto Onde meccaniche. Fronti d onda e raggi Onde periodiche Onde armoniche Interferenza e diffrazione armonico, la legge della velocità e quella dell accelerazione. Giustificare perché un corpo soggetto a una forza elastica di richiamo si muove di moto armonico. Ricavare la formula del periodo di un oscillatore armonico. Calcolare l energia meccanica di un oscillatore armonico. Saper studiare il moto di un pendolo. Il suono. Le caratteristiche dei suoni. Descrivere le caratteristiche delle onde 26. La propagazione sonore. Il suono. delle onde sonore. Calcolare le frequenze di un suono per I battimenti. effetto Doppler. L effetto Doppler. Le onde stazionarie. 27 e 28. La natura della luce: modelli Calcolare la frequenza o la lunghezza La luce. interpretativi. d onda di una radiazione luminosa. Riflessione. Rifrazione. Polarizzazione. Descrivere come è possibile misurare la Interferenza. Diffrazione. lunghezza d onda della luce mediante un esperimento d interferenza. Ricavare la posizione dei minimi e dei massimi di intensità luminosa.

3 esperimento di diffrazione della luce da una singola fenditura. CAPITOLO CONOSCENZE COMPETENZE

4 Capitoli 29 e 30 Metodi di elettrizzazione. Conduttori e Descrivere l elettrizzazione per contatto, Fenomeni isolanti elettrici. strofinìo e induzione e interpretarli. elettrostatici e La legge Calcolare la forza tra due cariche campi elettrici. di Coulomb. Forze elettriche e forze puntiformi, nel vuoto e nei dielettrici. gravitazionali. Applicare il principio di sovrapposizione La distribuzione della carica nei delle forze. Descrivere il passaggio conduttori. dall interazione a distanza al concetto di Il campo elettrico generato da una carica campo. Determinare (in modulo, puntiforme. La rappresentazione del direzione e verso) il campo elettrico campo elettrico. Flusso del campo generato da una carica puntiforme. elettrico; teorema di Gauss e sue Determinare il campo elettrico generato applicazioni. da più sorgenti puntiformi. Ricavare informazioni sul campo elettrico esaminando mappe di linee di forza. Calcolare il flusso del campo elettrico attraverso una superficie assegnata. Applicare il teorema di Gauss per ricavare l espressione del campo elettrico generato da particolari distribuzioni di cariche. 31 e 32. La circuitazione e il campo elettrico Definire l energia potenziale elettrica e il Potenziale conservativo. L energia potenziale potenziale elettrico. Calcolare l energia elettrico. elettrica. La differenza di potenziale. potenziale di un sistema formato da due Superfici equipotenziali. o più cariche puntiformi. Calcolare I condensatori. l energia potenziale elettrica associata a Thomson e Millikan: la carica particolari campi elettrici uniformi. dell elettrone. Ricavare la relazione tra campo elettrico e potenziale (caso del campo uniforme). Scrivere le equazioni di moto di una carica elettrica all interno di campi elettrici uniformi. Calcolare la capacità elettrica di un conduttore. Risolvere problemi sui condensatori. Capitolo Conoscenze Abilità CORRENTI ELETTRICHE 33. La corrente elettrica. Rappresentare un circuito elettrico La corrente elettrica continua. Il circuito elettrico. elementare indicando i suoi componenti. La prima legge di Ohm. Calcolare l intensità di una corrente L effetto Joule. elettrica. Risolvere semplici circuiti La seconda legge di Ohm. elettrici applicando le leggi di Ohm. La relazione tra resistività e temperatura. Calcolare la resistenza di un filo La corrente elettrica nei fluidi. conduttore in funzione della sua temperatura. 34. Il generatore. Calcolare la resistenza equivalente di un La corrente elettrica nei metalli. Resistori in serie e in parallelo. circuito. Fare il bilancio energetico di un Le leggi di Kirchhoff. circuito attraversato da corrente. Circuiti elettrici. Descrivere, anche matematicamente, il Condensatori in serie e in parallelo. processo di carica e di scarica di un Carica e scarica dei condensatori: circuiti condensatore.

5 RC.

6 OBIETTIVI MINIMI. Sono ritenuti obiettivi minimi le conoscenze teoriche dei vari argomenti e l applicazione delle leggi studiate agli esercizi con richieste dirette (con riferimento alla suddivisione del libro gli esercizi sono obiettivi minimi e non i problemi finali ). CRITERI DI MISURAZIONE E VALUTAZIONE Come concordato nella riunione di dipartimento la valutazione, sulla base degli obiettivi definiti inizialmente, terrà conto di: Interesse nel corso delle attività curriculari; Impegno nell attività di studio a casa e a scuola; Acquisizione dei contenuti disciplinari; Competenza comunicativa; Capacità di analisi, di rielaborazione e di sintesi; Progressi compiuti in relazione alla situazione di partenza. STRUMENTI DI MISURAZIONE E VALUTAZIONE. Allo scopo di avere un maggior numero di elementi diversi atti a verificare l acquisizione e il possesso di abilità sarà opportuno coniugare verifiche di diverso genere, tra le quali: Colloqui aperti all interno del gruppo classe (formativi); Verifiche scritte valide per la valutazione orale (questionari, domande aperte, esercizi semplici). Verifiche scritte (risoluzione di esercizi e problemi). Interrogazioni individuali: almeno una per ogni quadrimestre solo in caso di situazioni insufficienti. Le valutazioni dovranno essere almeno quattro a quadrimestre (tra scritto e orale). Il voto sarà unico già nel primo quadrimestre. STRUMENTI DI LAVORO Libro di testo: Amaldi, Dalla mela di Newton al bosone di Higgs 3 e Dalla mela di Newton al bosone di Higgs 4 Zanichelli Editore. Potranno essere utilizzate schede fotocopiate (relative a letture o approfondimenti), contenuti multimediali collegati al libro misto in adozione, audiovisivi. Laboratorio di fisica. ATTIVITA DI RECUPERO/SOSTEGNO Un primo momento di recupero è svolto dall insegnante già nel corso delle lezioni settimanali ogniqualvolta si rende conto che un argomento non è stato adeguatamente assimilato dalla classe e ciò pregiudica la comprensione dei concetti successivi. Ulteriori attività di recupero e sostegno saranno eventualmente stabilite nel corso dell anno scolastico. Borgomanero, ottobre 2018 Gli insegnanti