natura PLUS Invito alla natura PLUS La materia e l energia Invito alla natura La materia e l energia S. Dequino G. Bo A. Iscra

Transcript

1 Invito alla natura EDIZIONE ANNUALE SENZA ACTIVE BOOK Volume 1 (pp. 336) + Laboratorio di Fisica e Chimica (pp. 96) codice adozione Volume 2 (pp. 336) codice adozione Volume 3 (pp. 360) codice adozione S. Dequino G. Bo A. Iscra EDIZIONE ANNUALE CON ACTIVE BOOK Volume 1 (pp. 336) + Laboratorio di Fisica e Chimica (pp. 96) + DVD Active Book 1 codice adozione Volume 2 (pp. 336) + DVD Active Book 2 codice adozione Volume 3 (pp. 360) + DVD Active Book 3 codice adozione A Invito alla natura PLUS EDIZIONE TEMATICA CON ACTIVE BOOK codice adozione Volume A (pp. 288) + Laboratorio di Fisica e Chimica (pp. 96) + Volume B (pp. 288) + Volume C (pp. 264) + Volume D (pp. 216) + DVD Active Book PLUS edizione con LABORATORIO di FISICA e CHIMICA edizione PLUS EDIZIONE TEMATICA codice adozione Volume A (pp. 288) + Laboratorio di Fisica e Chimica (pp. 96) + Volume B (pp. 288) + Volume C (pp. 264) + Volume D (pp. 216) DIGILIBRO Il materiale online del libro misto secondo le disposizioni di legge Quest opera, secondo le disposizioni di legge, ha forma mista cartacea e digitale, è parzialmente disponibile in internet e rimarrà immutata, nella sua parte cartacea, per il periodo di tempo indicato dalle normative. Per la durata di vita dell edizione saranno periodicamente resi disponibili materiali di aggiornamento. Le parti dell opera disponibili online sono: gli aggiornamenti disciplinari l eserciziario interattivo le sintesi delle unità in mp3 le mappe concettuali le simulazioni di esperimenti di laboratorio le attività di laboratorio le animazioni di fenomeni e processi scientifici Per accedere ai materiali, collegarsi al sito etext La versione online scaricabile da internet LIMBOOK Il libro sfogliabile e interattivo con materiali multimediali per fare lezione con la LIM o con PC e videoproiettore Quest opera è acquistabile anche nella versione online, sul sito La versione sfogliabile del libro, arricchita con ulteriori strumenti per la lezione. Tutte le informazioni sulle estensioni digitali del libro su: A paravia marchio della Pearson Italia S.p.A Torino - Corso Trapani, volumi indivisibili A + Lab + B + C + D La materia e l energia La materia e l energia È il sistema aperto di prodotti e servizi per l attività didattica, che parte dal libro di testo e ne amplifica le potenzialità formative grazie alla tecnologia digitale. Pearson Digital System A S. Dequino G. Bo A. Iscra Invito alla natura paravia

2 Com è fatto Invito alla natura Come si presentano i contenuti Invito alla natura è suddiviso in unità. In ogni apertura di unità sono esplicitati i contenuti trattati e gli obiettivi. Icone come questa identificano i vari materiali disponibili ON LINE. II La spiegazione degli argomenti è facilitata dalla forte integrazione di testo e immagini. Il checkpoint consente di verificare lʼapprendimento dei concetti fondamentali.

3 Gli aiuti allo studio Le definizioni e i concetti principali sono messi in evidenza per rendere più immediata la memorizzazione. I mathlink sono semplici attività di collegamento con la matematica. Gli zoom approfondiscono gli argomenti di particolare interesse. I glossari spiegano più a fondo termini specifici dei vari ambiti tematici e contribuiscono allʼacquisizione del lessico disciplinare. La zona lab propone attività di laboratorio, di semplice realizzazione in classe, funzionali alla spiegazione e allʼapprofondimento. III

4 Le tavole illustrate La motivazione allo studio e allʼapprendimento è favorita dalla presenza di grandi tavole disegnate. IV

5 Le schede pluridisciplinari Alla fine dellʼunità sono inserite schede di approfondimento che trattano argomenti di carattere pluridisciplinare, incentrate su temi relativi alla ricerca scientifica, allʼeducazione alla salute e al rispetto dellʼambiente. Scienza e tecnologia Scienza e salute Scienza e ambiente Scienza e storia V

6 Il laboratorio Al termine dellʼunità la zona lab propone su più pagine attività di laboratorio collegate ai contenuti trattati. VI

7 Per il ripasso e la verifica Lʼunità si chiude con attività per lʼaiuto allʼapprendimento e alla memorizzazione e per la verifica. La sintesi dei contenuti di ciascuna unità è proposta come testo da completare per stimolare il ripasso attivo dei contenuti. Le verifiche sono organizzate in sapere (che cosa so) e in saper fare (che cosa so fare). Il percorso operativo si conclude con la mappa dei concetti. VII

8 U10 Le tre leggi del moto contenuti 1. Forze e movimento 2. La prima legge del moto 3. La seconda legge del moto 4. La terza legge del moto obiettivi Sapere che le forze sono le cause del moto Sapere che cosa è l attrito e come modifica il moto dei corpi Spiegare le tre leggi del moto con semplici esperimenti Riconoscere le conseguenze e le applicazioni dei principi della dinamica in diversi contesti della vita quotidiana Applicare la formula F=ma nella risoluzione di problemi

9 U10 Le tre leggi del moto 1. Forze e movimento Perché un corpo si mette in movimento? Perché si ferma? Per rispondere a queste domande, pensa, per esempio a quando sei in bicicletta. All inizio la bicicletta è ferma. Se vuoi partire, devi iniziare a pedalare, esercitando così una forza muscolare. A causa della spinta, la bicicletta accelera. Se a un certo punto smetti di pedalare, la bicicletta continua ad andare avanti per un po, anche se non è più spinta da alcuna forza; poi a poco a poco rallenta a causa della resistenza dell aria e dell attrito delle ruote sull asfalto. Se si potesse costruire una strada infinita ed eliminare tutti gli attriti, la bicicletta continuerebbe a muoversi per sempre, senza mai fermarsi, nella stessa direzione e con la stessa velocità. Quando vedi un ostacolo freni e la bicicletta decelera fino a fermarsi del tutto. Ciò che la fa fermare è ancora una volta una forza: quella esercitata dai freni sulle ruote. CHECKPOINT Qual è la causa che può far cambiare la velocità di un oggetto? Che cosa accadrebbe a un veicolo se potesse muoversi senza attrito? La bicicletta inizialmente è ferma. Occorre una forza per far partire la bicicletta. La bicicletta continua ad andare avanti anche se non si pedala. Occorre una forza per fermare la bicicletta. Queste osservazioni ci permettono di trarre alcune conclusioni: per mettere in movimento un corpo fermo occorre esercitare una forza su di esso. per fermare o far rallentare un corpo in movimento occorre esercitare una forza su di esso. ZOOM Isaac Newton e le leggi del moto Nel 1643 nacque in Inghilterra una delle più grandi menti di tutti i tempi: Isaac Newton. Fu un matematico, uno scienziato e probabilmente anche uno stregone. Ebbe un infanzia infelice: suo padre morì pochi mesi prima del parto; sua madre si sposò per la seconda volta quando Newton aveva appena tre anni ma il nuovo padre non lo volle in casa così fu allevato dalla nonna materna. A scuola non andava bene e il suo carattere divenne chiuso e vendicativo. Per fortuna la sua vita cambiò a 18 anni, quando lo zio farmacista consigliò alla madre di iscriverlo all Università di Cambridge. Durante il suo lavoro scoprì tra l altro le tre leggi che regolano il moto dei corpi. Una leggenda narra che Newton scoprì l azione della forza di gravità osservan - do la caduta di una mela da un albero (secondo altre versioni la mela cadde direttamente sulla sua testa). LA MATERIA E L ENERGIA 165

10 2. La prima legge del moto Immagina che un elefante e un cagnolino, entrambi su uno skateboard, si trovino su un pavimento perfettamente liscio. Praticamente non c è nessun attrito, ma spingere in avanti l elefante è molto più difficile che spingere il cagnolino! Ogni oggetto oppone resistenza a essere messo in movimento e, una volta in moto, resiste a essere rallentato o fermato. Questa resistenza a cambiare il proprio moto si chiama inerzia e si esprime con la prima legge del moto o principio di inerzia. Un corpo rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme fino a quando non interviene su di esso una forza esterna. Non bisogna confondere l inerzia con l attrito o con il peso: l attrito e il peso sono forze esterne a un corpo, mentre l inerzia è una resistenza interna al corpo stesso, che dipende dalla sua massa. Più grande è la massa di un corpo e più grande è la sua inerzia. grande massa = grande inerzia piccola massa = piccola inerzia ZOOM L inerzia sui mezzi di trasporto LA MATERIA E L ENERGIA Perché quando sei in piedi su un autobus e questo accelera ti senti spinto all indietro? Perché invece quando l autobus frena sei sbalzato in avanti? La risposta è sempre: per inerzia. Quando l autobus parte da fermo, i passeggeri si sentono spinti all indietro perché i loro corpi tendono a rimanere fermi mentre l autobus inizia a muoversi. Quando l autobus viaggia a velocità costante, per esempio a 50 km/h, anche tutto ciò che si trova al suo interno sta muovendosi alla stessa velocità: sedili, borse, valigie, autista e passeggeri. Se l autobus frena bruscamente, i passeggeri e gli oggetti liberi sono sbalzati in avanti perché tendono a mantenere il proprio moto mentre l autobus si ferma. Per la stessa ragione, quando una moto accelera bruscamente, il guidatore e il passeggero, per l inerzia dei corpi, si sentono spinti all indietro. Le moto dovrebbero avere le maniglie per il passeggero, utili sempre ma soprattutto nei lunghi viaggi. In queste situazioni l inerzia diventa un rischio: ecco perché tutti i mezzi di trasporto sono dotati di dispositivi di sicurezza come maniglie, cinture, seggiolini per i bambini e airbag. 166

11 U10 Le tre leggi del moto L attrito L esperienza quotidiana sembra essere parzialmente in contrasto con la prima legge di Newton. Infatti qualunque corpo in moto, lasciato libero a se stesso, prima o poi si ferma. Abbiamo visto che la causa è l attrito. Qualunque corpo che striscia o che rotola su una superficie, che vola nell aria o che nuota nell acqua incontra sempre delle forze che lo frenano: gli attriti. Esistono tre tipi di attrito, l attrito radente, l attrito volvente e l attrito viscoso. L effetto dell attrito sul movimento dei corpi non è in contrasto con il principio di inerzia. Infatti l attrito è una forza e, come tutte le forze, modifica il moto dei corpi. Le forze di attrito sono sempre opposte al moto dei corpi; ecco perché il loro effetto è sempre quello di rallentarli. L attrito viscoso si ha quando l aria o l acqua incontrano un corpo in movimento; è il caso di una persona che corre, di un uccello che vola o di un pesce che nuota. L attrito volvente si ha quando un corpo rotola su una superficie, per esempio le rotelle dei pattini sulla strada; è molto più basso dell attrito radente a parità di materiali e di pressione. L attrito radente si ha quando un corpo solido striscia su una superficie solida, per esempio una sedia sul pavimento; dipende da due fattori: i materiali di cui sono fatti i corpi che strisciano l uno sull altro (per esempio le suole di gomma sul pavimento fanno più attrito rispetto alle suole di cuoio); la pressione che le due superfici esercitano l una sull altra (più alta è la pressione e più grande è la forza di attrito). ZOOM L attrito in bicicletta Esamina attentamente la tua bicicletta. Le parti meccaniche principali sono: le ruote, formate da mozzi, cerchi, raggi e copertoni; la trasmissione, formata da pedali, catena, cambio e ruote dentate; i freni; il manubrio, il telaio e la sella. CHECKPOINT Che cosa è l inerzia? Che cosa dice la prima legge del moto? Perché la prima legge del moto si chiama anche principio di inerzia? Fa un esempio per ciascuno dei tre tipi di attrito. Quali parti meccaniche sono sottoposte ad attrito? Di quale tipo di attrito si tratta? Quali accorgimenti sono stati presi per ridurre gli attriti? Quale organo della bicicletta sfrutta l attrito radente? Quali altri accessori utilizzano i ciclisti per ridurre l attrito dell aria? LA MATERIA E L ENERGIA 167

12 lab ON LINE 3. La seconda legge del moto Forza, massa e accelerazione Sappiamo che le forze modificano il moto dei corpi, ma in che modo? Esiste un legame tra la forza applicata, la massa del corpo e la variazione di velocità? La seconda legge del moto ci spiega esattamente in che modo un corpo cambia la velocità quando viene spinto da una forza. Questa legge, scoperta da Isaac Newton nel 1687, si esprime in tre punti fondamentali: vediamoli. Primo punto: una forza applicata a un corpo causa un accelerazione nella direzione e nel verso della forza stessa. Tale accelerazione dipende dalla massa del corpo e dalla forza applicata. forza massa accelerazione Secondo punto: lasciando invariata la massa, l accelerazione è direttamente proporzionale alla forza applicata. Per esempio, se raddoppia la forza, raddoppia anche l accelerazione. forza 1N massa 1 kg accelerazione 1 m/s 2 forza 2N massa 1 kg accelerazione 2 m/s 2 Terzo punto: lasciando invariata la forza, l accelerazione è inversamente proporzionale alla massa del corpo. Per esempio, se raddoppia la massa, l accelerazione diventa la metà, se triplica la massa, l accelerazione diventa un terzo. forza 1N massa 2 kg accelerazione 0,5 m/s 2 forza 1N massa 3 kg accelerazione 0,33 m/s 2 LA MATERIA E L ENERGIA Sulla base delle osservazioni precedenti possiamo esprimere con una formula matematica la seconda legge del moto: un corpo su cui agisce una forza (non equilibrata da altre forze) si muove nella direzione e nel verso della forza con un accelerazione costante direttamente proporzionale all intensità della forza e inversamente proporzionale alla massa del corpo. forza F accelerazione a massa m 168

13 U10 Le tre leggi del moto Dalla formula che esprime l accelerazione si ottengono le formule inverse: F m a m a Sappiamo che l unità di misura dell intensità delle forze è il newton (N), che equivale a circa 102 g-peso. La seconda legge del moto ci permette di definire il newton in modo più preciso. Il newton è la forza che, applicata alla massa di 1 kg, le imprime l accelerazione di 1 m/s 2. La massa, il peso e la gravità La seconda legge del moto ci permette di comprendere meglio la differenza tra la massa di un corpo e il suo peso. La prima cosa importante da dire è che il peso è una forza mentre la massa non è una forza. F La massa è una caratteristica costante di un corpo indipendente dalla sua posizione nello spazio. Essa è la misura dell inerzia: più grande è la massa di un corpo e maggiore è la forza necessaria per imprimergli una data accelerazione. La massa di un corpo, come abbiamo visto, si può calcolare eseguendo il rapporto tra la forza e l accelerazione. Questo rapporto è sempre lo stesso in qualunque luogo si esegua la prova. Il peso invece, è l effetto prodotto sulla massa dal campo gravitazionale: è la forza con cui un corpo viene attratto dalla Terra. La forza di gravità non è esattamente la stessa in ogni luogo della superficie terrestre e diminuisce man mano che ci si allontana dalla Terra. Per esempio, un corpo che al livello del mare pesa 1 kg-peso, a 6000 km di quota pesa 0,250 kg-peso. Il peso, dunque, non è una caratteristica costante di un corpo. CHECKPOINT Spiega i tre punti fondamentali della seconda legge del moto. Con quale formula si esprime la seconda legge del moto? Che differenza c è tra la massa e il peso di un corpo? MATHLINK Quanto peseresti su un altro pianeta? Abbiamo visto che il peso degli oggetti dipende dalla forza di gravità. Ciascun corpo celeste, come la Luna e i vari pianeti, è caratterizzato da una propria forza di gravità. Se prendiamo come unità di misura la gravità della Terra, risulta per esempio che la gravità sulla superficie della Luna è 0,16. Proviamo allora a risolvere il seguente problema. Un astronauta, assieme alla sua tuta spaziale, pesa sulla Terra 120 kg. Quanto pesa sulla superficie lunare? Per risolvere il problema è sufficiente moltiplicare il peso dell astronauta sulla Terra per il fattore 0,16. peso sulla Luna = 120 kg 0,16 = 19,2 kg Calcola quanto peseresti tu sulla superficie lunare. Completa la seguente tabella nella quale sono riportate le gravità alla superficie di alcuni pianeti in rapporto alla gravità terrestre. PIANETA GRAVITÀ QUANTO PESERESTI (TERRA 1) SU QUESTO PIANETA? Mercurio 0,37 Venere 0,88 Terra 1 Marte 0,38 Giove 2,6 Saturno 1,1 Urano 1,2 Nettuno 1,2 LA MATERIA E L ENERGIA 169

14 azione reazione 4. La terza legge del moto Azione e reazione Ogni volta che due oggetti interagiscono fra loro, si creano sempre due forze uguali ma di verso opposto. Per esempio, quando pianti un chiodo, il martello spinge il chiodo ma nello stesso tempo anche il chiodo spinge il martello nel verso opposto. Quando fai un bagher a pallavolo, le tue braccia spingono la palla verso l alto mentre la palla esercita sulle tue braccia una forza uguale ma rivolta verso il basso. Le due forze opposte si chiamano azione e reazione e agiscono sempre su due oggetti diversi: se un corpo A esercita una certa forza (azione) su un corpo B, allora il corpo B, a sua volta, esercita sul corpo A un altra forza uguale per intensità e direzione ma di verso opposto (reazione). Sulla base delle osservazioni precedenti possiamo formulare la terza legge del moto, chiamata anche principio di azione e reazione. A ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. ZONA LAB Il palloncino che vola a reazione reazione MATERIALE OCCORRENTE un palloncino 1 reazione azione ESECUZIONE 1 Gonfia un palloncino di gomma e lascialo libero, senza chiudere l imboccatura. Lo vedrai volare come un razzo nel verso opposto a quello in cui fuoriesce l aria. LA MATERIA E L ENERGIA Il bagher, una classica azione della pallavolo. OSSERVAZIONE E SPIEGAZIONE Come si spiega che esso continua a volare fin che c è aria al suo interno? La forza dell aria che fuoriesce dal palloncino è l azione alla quale corrisponde una reazione che spinge il palloncino, come previsto dalla terza legge del moto. equilibrio azione 170

15 U10 Le tre leggi del moto ZOOM Applicazioni della terza legge del moto Il volo a reazione Il principio di funzionamento dei motori a reazione è simile a quello visto nell esperimento del palloncino. Questi motori sono utilizzati nella maggior parte degli aerei e nelle navette spaziali, come lo Space shuttle, che escono dall atmosfera terrestre. I motori a reazione spingono i gas di scarico all indietro ad altissima velocità. Di conseguenza il velivolo riceve una spinta in direzione contraria al getto di gas. Tale spinta è tanto maggiore quanto maggiore è la quantità di gas espulsa ogni secondo e quanto maggiore è la sua velocità. reazione video ON LINE azione Decollo verticale della navetta spaziale Space shuttle. I razzi propulsori dello Space shuttle espellono più di 8 tonnellate al secondo di gas di scarico. Altre applicazioni della terza legge del moto Esistono molte situazioni in cui sfruttiamo il principio di azione e reazione. Per esempio, quando camminiamo o corriamo, un piede spinge il terreno all indietro e come reazione riceve dal terreno una spinta in avanti. Anche le ruote motrici delle automobili spingono il fondo stradale all indietro e da questo ricevono la spinta in avanti. Attenzione: non confondere la spinta delle ruote con le forze di attrito! azione reazione CHECKPOINT Che cosa dice la terza legge del moto? Spiega in che modo gli aerei a reazione sfruttano la terza legge del moto. reazione azione LA MATERIA E L ENERGIA 171

16 scienza e... TECNOLOGIA Se non ci fosse l attrito! Quanto costa l attrito? L attrito si manifesta ogni volta che due superfici strisciano o ruotano una sull altra o quando un oggetto si muove in un mezzo, come l aria, l acqua o l olio. Quindi c è attrito, per esempio, nei motori meccanici ed elettrici, negli ingranaggi, nei mezzi di trasporto terrestri, navali e aerei. L attrito, in tutti questi casi, fa sprecare energia e consuma lentamente le parti meccaniche dei macchinari. Sai quanto costa l attrito a una nazione industrializzata? È stato calcolato che circa il 25% dell energia impiegata nel mondo va persa in fenomeni di attrito. Una tecnica per ridurre l attrito con l aria è intervenire sulla forma degli oggetti. Per esempio, le forme aerodinamiche delle automobili sono studiate e perfezionate nella galleria del vento. In questo laboratorio ci sono enormi ventilatori che soffiano aria contro l automobile ferma, posta sopra una piattaforma. Nell aria vengono immessi alcuni filetti di fumo che permettono di osservarne i movimenti. Così si misura il Cx che è il coefficiente di resistenza aerodinamica del veicolo. Un Cx basso indica che l auto incontra poca resistenza dell aria e perciò è aerodinamica. Le autovetture moderne hanno un coefficiente vi- postura e tuta aerodinamiche casco ovale cino a 0,3, le motociclette 0,6 e gli autobus 0,7. ruota a disco Tecnologia... in bicicletta Se osservi un ciclista impegnato in una gara a cronometro vedrai all opera molte delle tecnologie anti-attrito che ti abbiamo appena descritto. Da notare in particolare il casco cuscinetti a sfere ben lubrificati che non è rotondo ma ovale perché questa forma non genera vortici nell aria e quindi è più aerodinamica; inoltre la ruota posteriore è a disco, cioè al posto dei raggi ha una struttura piena in fibra di carbonio. Il principale vantaggio di questa ruota è la notevole riduzione dell attrito, che permette al ciclista di raggiungere velocità maggiori con minore fatica. Infatti nelle ruote normali i raggi in movimento devono superare un notevole attrito dovuto ai numerosi vortici dell aria. 172

17 zona lab Le tre leggi U10del moto L inerzia della trottola MATERIALE OCCORRENTE una trottola un cronometro ESECUZIONE Semplicemente, fa girare la trottola e osserva attentamente il suo moto. Ripeti la prova diverse volte, misurando per quanto tempo la trottola riesce a girare. OSSERVAZIONE E SPIEGAZIONE Quale forza applichi per far girare la trottola? Mentre la trottola gira da sola, quali forze agiscono su di essa? Per quanto tempo, in media, gira la trottola prima di fermarsi? La trottola continua a girare da sola per molto tempo perché anche i corpi in rotazione hanno un inerzia. Le monete sull automobilina 2 MATERIALE OCCORRENTE un modellino di automobile o un piccolo carrello una tavoletta lunga circa 50 cm tre monete alcuni libri ESECUZIONE 1 Prepara un piano inclinato appoggiando la tavoletta su una pila di libri. 2 Sistema altri libri in fondo al piano inclinato per creare un ostacolo. 3 4 Metti le monete in pila sul tetto del modellino di automobile. Posa l automobilina in cima al piano inclinato e lasciala correre in discesa. OSSERVAZIONE E SPIEGAZIONE Che cosa accade alle monete quando l auto scontra l ostacolo in fondo al piano inclinato? Come lo spieghi? 1 173

18 sintesi attiva audio ON LINE U10 Le tre leggi del moto Inserisci nel testo che segue le parole chiave mancanti elencate al fondo. 1. Forze e movimento. Per mettere in movimento un corpo, fermarlo o farlo rallentare occorre esercitare una... forza. 2. La prima legge del moto. Un corpo rimane nel suo stato di quiete o di moto... rettilineo uniforme fino a quando non interviene su di esso una... esterna. La resistenza che ogni oggetto oppone a cambiare il proprio moto si chiama.... Più grande è la... di un corpo e più grande è la sua inerzia. L attrito è una forza... che si oppone al moto di un corpo. L attrito..... si ha quando un corpo solido striscia su una superficie solida, come una sedia sul pavimento; l attrito.. si ha quando un corpo rotola su una superficie, come le ruote della bicicletta sulla strada; l attrito... si ha quando un corpo si muove nell aria o nell acqua, come una barca in mare. 3. La seconda legge del moto. Un corpo su cui agisce una forza (non equilibrata da altre forze) si muove nella direzione e nel verso della forza con un... costante direttamente proporzionale all intensità della forza e inversamente proporzionale alla... del corpo. Il... è la forza con cui un corpo viene attratto dalla Terra, mentre la... è la misura dell inerzia. 4. La terza legge del moto. A ogni azione corrisponde una uguale e contraria. Se un corpo A esercita una certa forza (... ) su un corpo B, allora il corpo B, a sua volta, esercita sul corpo A un altra forza uguale per intensità e direzione ma di verso opposto (reazione). La terza legge del moto spiega, tra l altro, il funzionamento dei motori.... radente rettilineo uniforme forza forza massa esterna inerzia a reazione accelerazione viscoso azione massa peso reazione massa volvente 174

19 verifica test ON LINE U10 Le tre leggi del moto Che cosa so 1 Scegli la risposta corretta. 1.1 Quando una forza (non bilanciata da altre forze) agisce su un oggetto fermo, che cosa accade? a L oggetto accelera. b L oggetto rimane fermo a causa dell attrito. c L oggetto si muove di moto rettilineo uniforme. 1.2 Sulla Terra, in presenza di attrito, qualunque corpo in moto, lasciato libero a se stesso, prima o poi si ferma. Questo fatto sembra in contrasto con il primo principio della dinamica. Come si spiega? a Il primo principio della dinamica è una legge teorica che vale soltanto in assenza di attriti. b L attrito è una forza e, come tale, modifica il moto dei corpi, in pieno accordo con il primo principio della dinamica. 1.3 Se un corpo si muove di moto rettilineo uniforme, allora: a su di esso non agisce alcuna forza. b la risultante di tutte le forze che agiscono su di esso è nulla. c la risultante di tutte le forze che agiscono su di esso è una forza che lo spinge. 1.4 Se un corpo è fermo, allora: a su di esso non agisce alcuna forza. b la risultante di tutte le forze che agiscono su di esso è nulla. c la risultante di tutte le forze che agiscono su di esso è una forza che lo spinge. 2 Vero o falso? 2.1 La resistenza dell aria è un tipo di attrito V volvente. 2.2 La resistenza di un corpo a cambiare il proprio V moto si chiama inerzia. 2.3 La massa di un corpo è il rapporto fra la forza impressagli e l accelerazione che esso V acquista. 2.4 Il newton è la forza che applicata alla massa V di 1 kg le imprime una velocità di 1 m/s. F F F 2.5 Se un oggetto si muove di moto rettilineo uniforme la somma delle forze che agiscono su di esso è uguale a zero. 2.6 L attrito volvente è in genere minore dell attrito radente. 2.7 Un veicolo a reazione non può accelerare nello spazio perché non c è aria. V F V F V F F 3 Osserva e rispondi. 3.1 Osserva le situazioni illustrate nelle figure e descrivi i tipi di attrito indicati con una freccia rossa. A B C

20 3.2 Utilizza la seguente figura per spiegare la terza legge del moto. reazione azione Che cosa so fare 4 Osserva e rispondi. 4.1 Nella figura qui sotto vedi un camion che trasporta un bidone pericolosamente inclinato in avanti. Fra le seguenti affermazioni segna quelle che potrebbero essere corrette. Spiega le tue scelte utilizzando il principio di inerzia. a b c Il camion ha appena iniziato a fare bruscamente marcia indietro. Il camion sta accelerando. Il camion sta frenando. 4.2 Una forza F = 120 N agisce su un corpo di massa m = 8 kg. Quale accelerazione gli imprime? m 8 kg a? F 120 N 4.3 Una forza F = 30 N imprime a un corpo un accelerazione di 2 m/s 2. Qual è la massa del corpo? a 2 m/s 2 m? F 30 N A B 4.4 Antonio sta tirando la corda. Spiega come si muoveranno le due barche, utilizzando il principio di azione e reazione. 176

21 4.5 Uno studente di fisica sta tirando un elefante con una fune, ma senza successo perché viene trascinato via. Un dinamometro posto al centro della fune segna una trazione di 500 N. Chi tira di più: lo studente o l elefante? (Suggerimento: l elefante è certamente più forte del ragazzo, ma in questo caso...) N 5 Rispondi alle seguenti domande. 6 Identifica nella seguente fotografia almeno un punto in cui si può applicare il principio di azione e 5.1 Un automobile viaggia a 50 km/h. Sul sedile posteriore è appoggiata una cassa di mele. Che cosa succede reazione e disegna i vettori delle due forze. alle mele se l auto frena bruscamente? Un furgone di massa 1500 kg accelera, alla partenza, di 2 m/s 2. Con quale forza viene spinto dal motore? (Suggerimento: utilizza la formula F = m a) Completa la mappa. LE LEGGI DEL MOTO mappa ON LINE Mappa dei concetti sono la prima legge del moto o...: un corpo permane nel suo stato di... o di... fino a quando non interviene su di esso una... la seconda legge del moto: un corpo su cui agisce una si muove nella direzione e nel verso della forza con un... direttamente proporzionale all intensità della forza e inversamente proporzionale alla... del corpo la terza legge del moto o... di... e...: se un corpo A esercita una certa forza (...) su un corpo B, allora il... esercita sul... un altra forza uguale per... e... ma di... opposto (reazione) 177

22 U11 Il lavoro e l energia contenuti obiettivi 1. Il lavoro 2. Come si misura il lavoro 3. La potenza 4. Energia e lavoro 5. L energia cinetica 6. L energia potenziale 7. Le trasformazioni dell energia 8. La conservazione dell energia meccanica 9. Il calore 10. Calore e lavoro Sapere che cosa si intende per lavoro in fisica Conoscere le diverse forme di energia Conoscere la relazione tra calore e lavoro Conoscere il principio di conservazione dell energia Risolvere problemi relativi al lavoro, alla potenza e all energia