Liceo Scientifico F. Lussana Bergamo Programma svolto di FISICA A.S. 2014/2015 Classe 3 A I Prof. Matteo Bonetti. Cinematica

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1 Liceo Scientifico F. Lussana Bergamo Programma svolto di FISICA A.S. 2014/2015 Classe 3 A I Prof. Matteo Bonetti Cinematica MODULO 1. LA DESCRIZIONE DEI MOTI RETTILINEI 1. Definizione di osservatore e di punto materiale. 2. Traiettoria descritta da un punto materiale durante il suo moto. 3. Vettore posizione e vettore spostamento. 4. Spazio percorso da un punto materiale. 5. Vettore velocità media e vettore velocità istantanea. 6. Vettore accelerazione media e vettore accelerazione istantanea. 7. Ascissa curvilinea e legge oraria del moto. 8. Moto rettilineo uniforme: legge oraria, grafico spazio-tempo, velocità-tempo, accelerazionetempo. 9. Moto rettilineo uniformemente accelerato: formula della velocità istantanea; legge oraria; legame tra velocità, accelerazione e spazio percorso; grafico spazio-tempo, velocità-tempo, accelerazione-tempo. 10. Moto relativo e composizione delle velocità. 11. Moti vari: analisi con il metodo del grafico della velocità. TEMPO TOTALE DI REALIZZAZIONE: 21 ore MODULO 2. IL MOTO DEI GRAVI E DEI PROIETTILI 1. Il moto dei gravi: interpretazione teorica di Aristotele e di Galileo. 2. Il metodo scientifico galileiano. 1

2 3. Caduta dei gravi: tempo di caduta, velocità di arrivo al suolo, corpi lanciati verticalmente verso l alto e loro quota massima raggiunta. 4. Il moto dei proiettili: lancio ad angolo zero e lancio con angolo qualunque, caratteristiche chiave di tale moto (equazione della traiettoria, gittata, quota massima, tempo di caduta, velocità lungo la traiettoria, velocità di arrivo al suolo). TEMPO TOTALE DI REALIZZAZIONE: 13 ore Dinamica MODULO 3. LE LEGGI DEL MOTO 1. L interazione tra due oggetti e il concetto di forza. 2. Principio di sovrapposizione per forze; calcolo della forza risultante per un sistema di più forze in due dimensioni. 3. La prima legge del moto: enunciato, esempi. 4. Sistemi di riferimento inerziali. 5. La seconda legge del moto: enunciato; esempi; forma vettoriale della legge; la definizione di massa inerziale; massa inerziale e massa gravitazionale; schema del corpo libero. 6. Principio di relatività galileiana. 7. Forza di gravità e accelerazione di gravità. 8. Differenza tra massa e peso e tra kg e kg-peso. 9. Peso apparente. 10. La terza legge del moto: enunciato, esempi. 11. Reazione vincolare. 12. Forze di attrito statico e dinamico. 13. Forza elastica. 14. Il piano inclinato con e senza attrito. 15. Corde: tensione, puleggia ideale, equilibrio di traslazione, macchina di Atwood, oggetti collegati mediante funi. 16. Il moto circolare uniforme; velocità tangenziale e velocità angolare. 17. Accelerazione centripeta e forza centripeta. 2

3 18. Sistemi di riferimento non inerziali: forze fittizie. Attività sperimentali e di laboratorio: Forza di attrito lungo un piano inclinato. Macchina di Atwood. L esperienza è stata successivamente ripresa per i moti rotatori. TEMPO TOTALE DI REALIZZAZIONE: 24 ore MODULO 4. ENERGIA MECCANICA 1. Lavoro di una forza costante con introduzione del prodotto scalare tra vettori. 2. Lavoro di una forza variabile; lavoro come area sottesa al grafico forza-posizione. 3. Energia cinetica di un punto materiale e di un sistema costituito da più corpi. 4. Teorema dell energia cinetica o delle forze vive. 5. Potenza. 6. Cavallo vapore. 7. Forze conservative: definizioni equivalenti ed esempi. 8. Energia potenziale di una forza conservativa. 9. Energia potenziale gravitazionale e elastica. 10. Energia meccanica. 11. Teorema di conservazione dell energia meccanica per forze conservative. 12. Relazione tra il lavoro delle forze non conservative e la variazione dell energia meccanica. TEMPO TOTALE DI REALIZZAZIONE: 14 ore MODULO 5. LA QUANTITÀ DI MOTO 1. Sistemi aperti e chiusi; sistemi isolati e non isolati. 2. Quantità di moto e teorema dell impulso. 3. Teorema di conservazione della quantità di moto nei sistemi isolati. 4. Urti elastici, anelastici, totalmente anelastici; urti in due dimensioni. TEMPO TOTALE DI REALIZZAZIONE: 10 ore 3

4 MODULO 6. MOTI ROTATORI 1. Cinematica dei moti rotatori: periodo, frequenza, velocità angolare, accelerazione angolare. 2. Relazioni vettoriali tra grandezze fisiche rotazionali e lineari (con introduzione del prodotto vettoriale tra vettori). 3. Dinamica dei moti rotatori: momento delle forze (come prodotto vettoriale), momento di inerzia, equazione fondamentale. 4. Condizioni di equilibrio per un corpo rigido. 5. Energia cinetica rotazionale. 6. Rotazione attorno a un asse fisso; corpi che rotolano senza strisciare. 7. Momento angolare e sua relazione con il momento risultante delle forze esterne (nel caso di asse fisso). 8. Conservazione del momento angolare. TEMPO TOTALE DI REALIZZAZIONE: 14 ore Ulteriori informazioni Testi di riferimento: Romeni C., Fisica e realtà Cinematica + Dinamica e Termologia, volume 1, Zanichelli. Walker J., Corso di Fisica Meccanica, volume 1, Linx 1. Utilizzo della piattaforma Moodle raggiungibile dal sito del liceo oppure all indirizzo Bergamo, 6 giugno 2015 L insegnante Gli studenti 1 Testo non in possesso degli alunni. 4

5 [LAVORO ESTIVO DI FISICA CLASSE 3 I] 2014/2015 Liceo Scientifico F. Lussana Bergamo Indicazioni per il lavoro estivo di FISICA A.S. 2014/2015 Classe 3 A I Prof. Matteo Bonetti Alunni con sospensione del giudizio o con l'indicazione studio estivo sulla lettera inviata a casa: 1) Per quanto riguarda il recupero delle conoscenze teoriche, si richiede agli allievi di integrare gli appunti presi a lezione durante l anno con i seguenti capitoli del libro di testo, corrispondenti al programma svolto in classe: VOLUME CINEMATICA Capitoli: Il moto in una dimensione. Il moto in due dimensioni. Il moto parabolico. VOLUME DINAMICA Capitoli: I principi della dinamica. Le forze e il moto. Lavoro ed energia. La quantità di moto. La dinamica dei corpi in rotazione. 2) Si assegna la risoluzione di TUTTI i problemi presenti sul file Lavoro estivo 2014_15 scaricabile dalla piattaforma Moodle del Liceo Lussana, all indirizzo: xas (in fase di login selezionare la voce login come ospite, non sono necessarie chiavi di attivazione; in caso si riscontrino problemi, contattare l insegnante all indirizzo mail teo.bonetti@gmail.com). Il file contiene esercizi di diverso genere, anche a risposta multipla; è richiesta la stesura, su quaderno, della risoluzione fisico-matematica dell esercizio o del ragionamento seguito; non saranno accettati compiti in cui compaiono solamente le risposte selezionate. Nelle ultime immagini del file sono riportate le soluzioni come strumento utile al fine di correggere i propri errori e eventuali ragionamenti scorretti. 1

6 [LAVORO ESTIVO DI FISICA CLASSE 3 I] 2014/2015 3) Si richiede di rivedere con accuratezza lo svolgimento degli esercizi assegnati durante l anno scolastico, sia quelli di fine capitolo sul libro di testo, sia quelli assegnati da fotocopie. 4) Si richiede inoltre di allenarsi a risolvere correttamente le esercitazioni e le verifiche assegnate negli anni precedenti in caso di giudizio sospeso. Le tracce sono reperibili sulla piattaforma Moodle (Area Fisica Corsi classi terze). Alunni promossi senza lettera di aiuto: 1) Per quanto riguarda le conoscenze teoriche, si richiede agli allievi un ripasso serio e accurato del programma svolto. 2) Si assegna la risoluzione dei seguenti problemi su file Lavoro estivo 2014_15 scaricabile dalla piattaforma Moodle del Liceo Lussana, all indirizzo: xas (in fase di login selezionare la voce login come ospite, non sono necessarie chiavi di attivazione; in caso si riscontrino problemi, contattare l insegnante all indirizzo mail teo.bonetti@gmail.com). Il file contiene esercizi di diverso genere, anche a risposta multipla; è richiesta la stesura, su quaderno, della risoluzione fisico-matematica dell esercizio o del ragionamento seguito; non saranno accettati compiti in cui compaiono solamente le risposte selezionate. Nelle ultime immagini del file sono riportate le soluzioni come strumento utile al fine di correggere i propri errori e eventuali ragionamenti scorretti. Gli esercizi sono suddivisi in 10 macroargomenti. Ogni studente deve: Scegliere 4 argomenti e per questi svolgere TUTTI gli esercizi relativi. Dei restanti 6 argomenti svolgere SOLO GLI ESERCIZI CON NUMERAZIONE PARI. 3) Si richiede, come ulteriore strumento di ripasso, di allenarsi a risolvere correttamente le esercitazioni e le verifiche assegnate negli anni precedenti in caso di giudizio sospeso. Le tracce sono reperibili sulla piattaforma Moodle (Area Fisica Corsi classi terze). Bergamo, 6 giugno 2015 L insegnante 2