IIS D ORIA - UFC. Laboratorio Relazioni di laboratorio Verifiche scritte di laboratorio (elaborazione dati, domande aperte, test a risposta multipla)

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1 INDICE DELLE UFC 0 OBIETTIVI MINIMI CLASSE PRIMA (v. programmazione anno precedente) 1 LA TEMPERATURA 2 IL CALORE 3 L EQUILIBRIO DEI SOLIDI 4 IL MOVIMENTO: LA VELOCITÀ 5 IL MOVIMENTO: L ACCELERAZIONE 6 I MOTI NEL PIANO: IL MOTO CIRCOLARE UNIFORME 7 I PRINCIPI DELLA DINAMICA 8 IL LAVORO, LA POTENZA E L ENERGIA TIPOLOGIA VERIFICHE Verifiche scritte di teoria (esercizi) Interrogazioni orali Relazioni di laboratorio Verifiche scritte di laboratorio (elaborazione dati, domande aperte, test a risposta multipla) NUMERO VERIFICHE TRIMESTRE OM CLASSE PRIMA LAB NUMERO VERIFICHE PENTAMESTRE 5 +2 LAB 1 LA TEMPERATURA DETTAGLIO UFC Cos è la temperatura (OM) Quali sono i fenomeni sui quali si basa il funzionamento di un termometro Cos è la scala Celsius (OM) Com è stata costruita la scala Celsius Cosa s intende per scala assoluta (OM) Che legame c è tra la scala Celsius e la scala assoluta (OM) Cosa s intende per scala Fahrenheit

2 Che legame c è tra la scala Celsius e la scala Fahrenheit Cosa s intende per dilatazione lineare dei solidi (OM) Qual è la legge sperimentale che descrive la dilatazione lineare di un solido (enunciato, tipo di legame tra le variabili, significato dei simboli e rispettive unità di misura) (OM) Cosa s intende per dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi Qual è la legge sperimentale che descrive la dilatazione volumica di un solido (enunciato, tipo di legame tra le variabili, significato dei simboli e rispettive unità di misura) Cosa s intende per comportamento anomalo dell acqua Cosa s intende per trasformazione isoterma, isocora e isobara di un gas (OM) Che cosa afferma la prima legge di Gay-Lussac (p = cost) Che cosa afferma la legge di Boyle (T = cost) Che cosa afferma la seconda legge di Gay-Lussac (V = cost) Qual è il significato della costante α nelle leggi dei gas Che cosa s intende per gas perfetto (OM) Che cosa s intende per equazione di stato dei gas perfetti (enunciato, tipo di legame tra le variabili, significato dei simboli e rispettive unità di misura) (OM) ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici ST 3.1 Riconoscere il ruolo della tecnologia nella vita quotidiana e nell'economia della società Descrivere la procedura di taratura di un termoscopio Eseguire trasformazioni tra scala Celsius e assoluta (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando la legge della dilatazione lineare (OM) Riconoscere e distinguere i materiali in relazione al coefficiente di dilatazione termica Risolvere semplici problemi utilizzando la legge della dilatazione volumica Risolvere semplici problemi utilizzando l equazione di stato dei gas perfetti (OM) Proporzionalità diretta Equivalenze La definizione operativa di temperatura La taratura di un termoscopio Le scale di temperatura Celsius, assoluta e Farenheit La dilatazione lineare dei solidi La dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi Il caso anomalo dell acqua La prima legge di Gay-Lussac La legge di Boyle La seconda legge di Gay-Lussac L equazione di stato dei gas perfetti

3 Caldo o freddo? (E) La dilatazione lineare La bottiglia che dimagrisce (E) La legge di Boyle INDICAZIONI METODOLOGICHE E OPERATIVE Il raggiungimento degli obiettivi di quest UFC si fonda su un costante alla realtà quotidiana sia nella fase di osservazione dei fenomeni che nella fase di analisi e applicazione dei concetti e delle leggi fisiche studiate Si prevedono: Lezioni interattive basate su: o Spiegazioni o Esercitazioni individuali (esercizi e problemi) o Esercitazioni in gruppo basate sull apprendimento cooperativo Esperienze di laboratorio in gruppo con la stesura di una relazione tecnica STRUMENTI E MATERIALI Videoproiettore e LIM PC e Internet Libro di testo (L Amaldi 2.0 con esperimenti a casa e a scuola Meccanica e Termodinamica, Onde, Elettromagnetismo Zanichelli Editore) DVD e sito del libro di testo (lezioni in power point, esercizi on-line, animazioni e filmati) Mappe mentali e concettuali Strumenti di misura e materiali di laboratorio CRITERI DI VALUTAZIONE (possibilità di allegare griglie di valutazione) CON INDICAZIONI PER LA SUFFICIENZA I criteri di valutazione comprendono: - Conoscenza dei concetti e delle leggi fisiche previsti dalla programmazione - Capacità di analisi e risoluzione di quesiti e problemi più o meno complessi utilizzando una corretta metodologia di problem solving - Chiarezza nell esposizione dei concetti - Utilizzo di un linguaggio scientifico appropriato sia nelle prove scritte che nelle prove orali La sufficienza (come definito durante la riunione di dipartimento del 18/09/2013) corrisponde al raggiungimento degli OBIETTIVI MINIMI (OM) definiti per l UFC VALORE ATTESO DI SUFFICIENZE SULLA CLASSE (in %) 70% MODALITA PER IL RECUPERO Consolidamento dei concetti fondamentali attraverso esercitazioni ed ascolto delle interrogazioni orali (In itinere) Risposta a quesiti mirati degli studenti ed esercitazioni individualizzate (Sportello pomeridiano con prenotazione) DURATA 12h

4 2 IL CALORE ST 2 Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall'esperienza Cosa s intende per calore (OM) In che senso calore e lavoro sono modi di trasferire l energia Qual è l unità di misura del calore nel S.I. (OM) Cos è la caloria (OM) Qual è la relazione tra joule e caloria Cosa s intende per capacità termica di un corpo (significato fisico, definizione con significato dei simboli e le rispettive unità di misura) (OM) Cosa s intende per calore specifico di una sostanza (significato fisico, definizione, formula con significato dei simboli e rispettive unità di misura) (OM) Che cosa afferma la legge fondamentale della termologia (enunciato, tipo di relazione tra le variabili, significato dei simboli e rispettive unità di misura) (OM) Cos è un calorimetro Cosa s intende per equilibrio termico (OM) Quali sono i metodi di propagazione del calore (conduzione, convezione e irraggiamento) (OM) Cosa s intende per cambiamento di stato (OM) Quali sono i possibili passaggi di stato tra i principali stati della materia Quali sono le leggi sperimentali che descrivono un passaggio di stato (OM) Cosa si intende per calore latente ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici ST 2.1 Interpretare un fenomeno naturale o un sistema artificiale dal punto di vista energetico distinguendo le varie trasformazioni di energia in rapporto alle leggi che le governano ST 3.1 Riconoscere il ruolo della tecnologia nella vita quotidiana e nell'economia della società Descrivere l esperimento di Joule Eseguire trasformazioni da joule a caloria e viceversa Distinguere fra capacità termica dei corpi e calore specifico delle sostanze (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando la legge fondamentale della termologia (OM) Descrivere le modalità di propagazione del calore (OM) Calcolare la rapidità con cui il calore fluisce attraverso uno strato di materia utilizzando la legge di Fourier Descrivere i passaggi tra i vari stati di aggregazione della materia (OM) Interpretare il concetto di calore latente

5 Risolvere semplici problemi sul calore latente Proporzionalità diretta Equivalenze Il calore e le sue unità di misura La capacità termica e il calore specifico La legge fondamentale della calorimetria Il calorimetro La temperatura di equilibrio I metodi di propagazione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento I cambiamenti di stato ed il calore latente L acqua shakerata (E) La temperatura di equilibrio (E) La massa equivalente del calorimetro (E) La misura del calore specifico di un solido DURATA 12h 3 L EQUILIBRIO DEI SOLIDI Che cosa significa che un corpo è in equilibrio (OM) Che cosa s intende per vincolo Che cosa s intende per reazione vincolare Cosa s intende per modello fisico Cosa s intende per punto materiale (OM) Cosa s intende per corpo rigido (OM) Quali sono le condizioni di equilibrio di un corpo (rispetto alla traslazione) (OM) Cosa s intende per scomposizione di un vettore Quali sono le forze cui è soggetto un punto materiale in equilibrio su un piano inclinato Cosa s intende per momento di una forza (OM) Quali sono le condizioni di equilibrio di un corpo rispetto alla rotazione (OM) Cosa s intende per coppia di forze

6 Cosa s intende per momento di una coppia Cosa s intende per macchina semplice Cosa s intende per guadagno di una macchina Cos è una leva (OM) Quali sono le caratteristiche delle leve (OM) Quali sono le condizioni di equilibrio di una leva (OM) Cosa s intende per baricentro di un corpo (OM) Quali sono i tipi di equilibrio in cui si può trovare un corpo (OM) Quando un corpo appeso si trova in equilibrio stabile, instabile e indifferente Quando un corpo appoggiato si trova in equilibrio ST 1.9 Analizzare un oggetto o un sistema artificiale in termini di funzioni o di architettura ST 3.1 Riconoscere il ruolo della tecnologia nella vita quotidiana e nell'economia della società Applicare correttamente il modello di punto materiale o corpo rigido a seconda della situazione da analizzare Analizzare situazioni di equilibrio statico, individuando le forze applicate (OM) Disegnare la risultante e l equilibrante di un sistema di forze applicato a un punto materiale (OM) Calcolare la forza che mantiene in equilibrio un corpo su un piano inclinato (in assenza e in presenza di attrito) Calcolare il momento di una forza applicata ad un corpo rigido (OM) Analizzare situazioni di equilibrio statico, individuando i momenti applicati (OM) Calcolare il momento risultante e il momento equilibrante di un sistema di forze applicato a un corpo rigido Descrivere l architettura e il funzionamento di macchine semplici come piano inclinato e leve Classificare i tipi di leva (OM) Risolvere semplici problemi sulle leve (OM) Determinare il guadagno di una macchina semplice Determinare la posizione del baricentro di un corpo di forma irregolare Distinguere i casi di equilibrio stabile, instabile e indifferente Forza Risultante di due o più vettori Forze di attrito Proporzionalità inversa Equivalenze Formule inverse L equilibrio I vincoli e le reazioni vincolari Il modello del punto materiale

7 Il nodello del corpo rigido Le condizioni di equilibrio per la traslazione La scomposizione di un vettore L equilibrio su un piano inclinato Il modello del corpo rigido Il momento di una forza Le condizioni di equilibrio per la rotazione La coppia di forze e il momento della coppia Le macchine semplici Le leve Il baricentro e i tipi di equilibrio L equilibrio di un corpo appeso e di un corpo appoggiato Dov è l equilibrio? (E) L equilibrio su un piano inclinato (E) L equilibrio dei momenti (E) Il baricentro di una figura irregolare DURATA 12h 4 IL MOVIMENTO: LA VELOCITÀ Che cosa significa che un corpo è in movimento (OM) Cosa s intende per sistema di (OM) Quali sono gli elementi che costituiscono un sistema di (OM) Cosa s intende per traiettoria (OM) Cosa s intende per velocità media (OM) Quali sono le unità di misura della velocità nel S.I. (OM) Cosa s intende per velocità istantanea Quali sono le caratteristiche di un moto uniforme (OM) Cos è un grafico spazio-tempo (OM) Cos è un grafico velocità-tempo (OM) Cosa s intende per legge oraria del moto Qual è la legge oraria del moto rettilineo uniforme (MRU) (OM) ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici

8 Utilizzare il sistema di nello studio di un moto Risolvere semplici problemi utilizzando la formula che definisce la velocità (OM) Saper eseguire l equivalenza tra km/h e m/s e viceversa (OM) Leggere correttamente un grafico spazio-tempo (coordinate e andamenti) (OM) Interpretare il significato fisico della pendenza in un grafico spazio-tempo (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando la legge oraria del MRU con partenza dall origine (OM) e da una posizione s 0 Calcolare la velocità di un corpo in moto rettilineo uniforme dai grafici spazio-tempo e velocità-tempo (OM) Proporzionalità diretta Equivalenze Formule inverse Problem solving Il movimento e la traiettoria I sistemi di La velocità media Il moto rettilineo uniforme (MRU) Il grafico spazio-tempo Il grafico velocità-tempo Le leggi del moto rettilineo uniforme A spasso nello spazio-tempo (E) Misure di velocità MRU DURATA 12h 5 IL MOVIMENTO: L ACCELERAZIONE Cosa s intende per moto vario Cosa s intende per accelerazione media (OM)

9 Quali sono le unità di misura dell accelerazione nel S.I. (OM) Cosa s intende per decelerazione (OM) Quali sono le caratteristiche del moto uniformemente accelerato (OM) Cosa s intende per proporzionalità quadratica tra grandezze Quali sono la legge della velocità e la legge oraria del moto uniformemente accelerato con partenza da fermo (formula, significato dei simboli e relative unità di misura, interpretazione) (OM) Quali sono la legge della velocità e la legge oraria del moto uniformemente accelerato con velocità iniziale (formula, significato dei simboli e relative unità di misura, interpretazione) Cosa s intende per caduta libera (OM) Cosa s intende per accelerazione di gravità (OM) Qual è il simbolo convenzionale utilizzato per l accelerazione di gravità Qual è il valore dell accelerazione di gravità sulla Terra (OM) e sulla Luna ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici Risolvere semplici problemi utilizzando la formula che definisce l accelerazione (OM) Distinguere accelerazione e decelerazione (OM) Leggere correttamente un grafico velocità-tempo (coordinate e andamenti) (OM) Interpretare il significato fisico della pendenza in un grafico velocità-tempo (OM) Calcolare l accelerazione di un corpo in moto rettilineo uniformemente accelerato utilizzando un grafico velocità-tempo o un grafico spazio-tempo Calcolare la distanza percorsa da un corpo utilizzando un grafico velocità-tempo Riconoscere la proporzionalità quadratica tra grandezze in una tabella, un grafico e una formula Risolvere semplici problemi utilizzando le leggi del moto rettilineo uniformemente accelerato (legge oraria e legge delle velocità) con partenza da fermo (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando le leggi del moto rettilineo uniformemente accelerato con velocità iniziale Classificare il tipo di moto di un corpo osservando i grafici spazio-tempo e velocità-tempo che lo descrivono (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando le leggi di caduta dei gravi Proporzionalità diretta Eseguire equivalenze Formule inverse Problem Solving L accelerazione media Il moto uniformemente accelerato Le leggi del moto uniformemente accelerato con partenza da fermo Le leggi del moto uniformemente accelerato con velocità iniziale Le leggi della caduta libera

10 Prova i tuoi riflessi (E) Misure di accelerazione MRUA (E) Misura di g attraverso la caduta libera di un corpo DURATA 12h 6 I MOTI NEL PIANO: IL MOTO CIRCOLARE UNIFORME Che cosa s intende per vettore posizione Che cosa s intende per vettore spostamento Che cosa s intende per vettore velocità Quali sono le caratteristiche del moto circolare uniforme (OM) Che cosa s intende per periodo di un MCU (OM) Che cosa s intende per frequenza di un MCU (OM) Qual è la relazione che lega il periodo e la frequenza di un MCU Che cosa s intende per velocità tangenziale in un MCU (definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Che cosa s intende per accelerazione centripeta in un MCU (definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici Risolvere semplici problemi utilizzando la relazione che lega periodo e frequenza di un MCU (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando le formule che definiscono la velocità tangenziale e l accelerazione centripeta in un MCU (OM) Proporzionalità diretta Eseguire equivalenze Formule inverse Problem Solving

11 I moti nel piano Il vettore posizione, il vettore spostamento e il vettore velocità Il MCU Chiavi rotanti (E) Misura dell accelerazione centripeta con uno smartphone DURATA 8h 7 I PRINCIPI DELLA DINAMICA Cos è la dinamica (OM) Quali sono i principi della dinamica Che cosa afferma il primo principio della dinamica (enunciato di Galileo ed enunciato attuale) (OM) Cosa s intende per sistemi inerziali e non inerziali Che cosa afferma il secondo principio della dinamica (enunciato, formula con significato dei simboli e relative di misura, interpretazione) (OM) Cosa s intende per definizione operativa di newton Cosa s intende per massa inerziale Che cosa afferma il terzo principio della dinamica (enunciato, formula con significato dei simboli e relative unità di misura, interpretazione) (OM) Quali sono le caratteristiche dinamiche e le equazioni che descrivono il moto di caduta libera Quali sono le caratteristiche dinamiche e le equazioni che descrivono il moto di un corpo lungo un piano inclinato ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici ST 3.1 Riconoscere il ruolo della tecnologia nella vita quotidiana e nell'economia della società Distinguere sistemi di inerziali e non inerziali Risolvere semplici problemi utilizzando il secondo principio della dinamica (OM)

12 Risolvere semplici problemi utilizzando il terzo principio della dinamica Analizzare il moto di caduta libera e di caduta in un fluido dei corpi dal punto di vista dinamico Analizzare il moto dei corpi lungo un piano inclinato dal punto di vista dinamico Leggi dei moti rettilinei (MRU e MRUA) Somma di vettori Scomposizione di vettori Formule inverse Problem Solving I principi della dinamica Il primo principio della dinamica I sistemi di inerziali Il secondo principio della dinamica Il concetto di massa inerziale Il terzo principio della dinamica La caduta libera La discesa lungo un piano inclinato Cotto o crudo? (E) La legge fondamentale della dinamica (F=cost) (E) La legge fondamentale della dinamica (m=cost) DURATA 12h 8 IL LAVORO, LA POTENZA E L ENERGIA ST 2 Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall'esperienza Cos è il lavoro (significato fisico, definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Cosa s intende per lavoro motore Cosa s intende per lavoro resistente Cos è la potenza (significato fisico, definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM)

13 Cos e una macchina Cosa s intende per rendimento di una macchina (significato fisico, definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Cos è l energia (OM) Cosa s intende per trasferimento e trasformazione di energia (OM) Cos è l energia cinetica (significato fisico, definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Che cosa afferma il teorema dell energia cinetica (o delle forze vive) (enunciato, interpretazione, formula, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Cosa s intende per energia potenziale Cos è l energia potenziale gravitazionale (significato fisico, definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Cosa s intende per forza conservativa Cosa s intende per forza non conservativa Cos e l energia meccanica (OM) (significato fisico, definizione, significato dei simboli e relative unità di misura) (OM) Che cosa afferma il principio di conservazione dell energia meccanica (OM) Che cosa afferma il principio di conservazione dell energia totale ST 1.1 Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni fisici ST 2.1 Interpretare un fenomeno naturale o un sistema artificiale dal punto di vista energetico distinguendo le varie trasformazioni di energia in rapporto alle leggi che le governano ST 3.1 Riconoscere il ruolo della tecnologia nella vita quotidiana e nell'economia della società Calcolare il lavoro compiuto da una forza costante (per α = 0, α = 90, α = 180 ) (OM) Calcolare il lavoro per via grafica attraverso il diagramma forza-spostamento Risolvere semplici problemi utilizzando la formula che definisce la potenza (OM) Risolvere semplici problemi utilizzando la formula che definisce il rendimento di una macchina (OM) Descrivere degli esempi di trasformazione e/o trasferimento di energia da una forma ad un altra (OM) Calcolare l energia cinetica di un corpo (OM) Calcolare il lavoro necessario per far variare la velocità di un corpo di massa nota Calcolare l energia potenziale gravitazionale di un corpo (OM) Calcolare l energia cinetica, potenziale e meccanica di un corpo in caduta libera Risolvere semplici problemi utilizzando il principio di conservazione dell energia meccanica Riconoscere e spiegare le leggi di conservazione dell energia in varie situazioni della vita quotidiana Concetto di forza Scomposizione di vettori Equivalenze Formule inverse Problem Solving Legge fondamentale della dinamica

14 Il lavoro La potenza, le macchine e il rendimento L energia L energia cinetica Il teorema dell energia cinetica L energia potenziale gravitazionale Il principio di conservazione dell energia meccanica La conservazione dell energia totale (E) La conservazione dell energia meccanica con la rotaia a cuscino d aria DURATA 14h Cirié, 15/10/2013 Firma Docenti Stefania Costamagna Sandro Massara (ITP)