PROGRAMMAZIONE DI FISICA A.S. 2016/2017. La docente fa proprie le indicazioni del Dipartimento di Matematica e Fisica.

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1 Classe 3 N Prof.ssa Silvia Lanaro PROGRAMMAZIONE DI FISICA A.S. 2016/2017 La docente fa proprie le indicazioni del Dipartimento di Matematica e Fisica. Analisi della situazione di partenza La classe 3 N costituita da 24 alunni si dimostra interessata alla materia, anche se emergono delle difficoltà di un certo numero di studenti.la maggior parte della classe ha sempre avuto un comportamento corretto sia in classe che durante le attività laboratoriali. Obiettivi Specifici Coerentemente con le linee programmatiche per il triennio del dipartimento di fisica il corso ha i seguenti obiettivi: Finalità In questa fase della vita scolastica lo studio della fisica cura e sviluppa in particolare: 1. la comprensione dei procedimenti caratteristici dell indagine scientifica, che si articolano in un continuo rapporto tra costruzione e attività sperimentale; 2. la capacità di reperire informazioni, di utilizz arle in modo autonomo e finalizzato e di comunicarle con un linguaggio scientifico; 3. la capacità di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti, anche al di fuori dello stretto ambito disciplinare; 4. la capacità di riconoscere i fondamenti scientifici presenti nelle attività tecniche; 5. la consapevolezza delle potenzialità, dello sviluppo e dei limiti delle conoscenze scientifiche; 6. la capacità di cogliere le relazioni tra lo sviluppo delle conoscenze fisiche e quello del contesto umano storico e tecnologico; 7. la capacità di cogliere l importanza del linguaggio matematico come potente strumento nella descrizione del mondo e di utilizzarlo adeguatamente. Obiettivi Alla fine del triennio l alunno dovrà possedere, sotto l aspetto concettuale, i contenuti previsti dal programma ed essere in grado di: 1. inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse, riconoscendo analogie e differenze, proprietà varianti e invarianti; 2. collegare le conoscenze acquisite con le implicazioni della realtà quotidiana; 3. riconoscere l ambito di validità delle leggi scientifiche; 4. conoscere, scegliere e gestire strumenti matematici adeguati e interpretarne il significato fisico; 5. formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre verifiche; 6. scegliere tra diverse schematizzazioni esemplificative la più idonea alla soluzione di un problema reale; 7. valutare l attendibilità dei risultati sperimentali ottenuti; 8. utilizzare il linguaggio specifico della disciplina; 9. comunicare in modo chiaro e sintetico le procedure seguite nelle proprie indagini, i

2 risultati raggiunti e il loro significato. La programmazione modulare seguirà la seguente scansione degli argomenti: TITOLI, CONTENUTI Moduli o UNITA DIDATTICHE

3 MODULO 0 Le grandezze e il moto. o Unità di misura. La notazione scientifica. Il concetto di variazione. Posizione e distanza su una retta. Istante ed intervallo di tempo. Il sistema di riferimento. La velocità. L accelerazione. I vettori. MODULO 1 I principi della dinamica e la relatività galileiana. o Il primo principio. I sistemi di riferimento inerziali. Il principio di relatività galileiana. La massa inerziale e le definizioni operative. Il secondo e il terzo principio della dinamica. MODULO 2 Le forze e il moto. o Il moto rettilineo uniforme,uniformemente accelerato, il moto parabolico, il moto circolare, il moto armonico in relazione alle forze che li causano. MODULO 3 Applicazione dei principi della dinamica. o Le componenti di un vettore. Il prodotto scalare e vettoriale. Il piano inclinato. La condizione di equilibrio di un punto materiale. Il vettore momento di una forza e di una coppia di forze. la condizione di equilibrio per un corpo rigido. Il moto armonico della molla e del pendolo MODULO 4 Il lavoro e l energia o Il lavoro di una forza. La potenza. L energia cinetica. Forze conservative e non conservative. L energia potenziale gravitazionale ed elastica. La conservazione dell energia meccanica. MODULO 5 La quantità di moto e il momento angolare. o La quantità di moto e la sua conservazione. L impulso di una forza. I principi della dinamica e la legge di conservazione della quantità di moto. I tipi di urto. Il centro di massa. Il momento angolare: la sua conservazione e variazione. Il momento d inerzia. MODULO 6 La gravitazione o Le leggi di Keplero. La gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Il moto dei satelliti. Il campo gravitazionale. MODULO 7 La meccanica dei fluidi o La pressione. La legge di Stevino e di Pascal. I vasi comunicanti. La spinta di Archimede. La corrente di un fluido. L equazione di continuità e di Bernoulli. L effetto Venturi. MODULO 8 La temperatura o La definizione operativa della temperatura. La dilatazione lineare e volumica dei solidi e dei liquidi. Le leggi di Gay Lussac. La legge di Boyle. Il gas perfetto. La mole e il numero di Avogadro. L equazione di stato dei gas perfetti. MODULO 9 Il calore o Calore e lavoro. Capacità e calore specifico. Il calorimetro. Il passaggio del calore nella materia(conduzione,convezione,irraggiamento) MODULO 10 Il modello microscopico della materia o Il moto browniano. La pressione del gas perfetto e il suo calcolo. La temperatura dal punto di vista microscopico. La velocità quadratica media. Gas liquidi e solidi. MODULO 11 Cambiamenti di stato o I passaggi tra stati di aggregazione. Fusione,solidificazione, vaporizzazione e condensazione. Il vapore saturo e la sua pressione. Condensazione e temperatura critica. La sublimazione.

4 CONTENUTI 1 PERIODO MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fare 1. Richiami sulla Conoscere e distinguere le grandezze fisiche principali in fondamentali e derivate, e le loro unità di misura. Teoria della misura: incertezza e scrittura di una misura in maniera corretta, principali strumenti della statistica in relazione teoria della misura, al processo di misurazione in fisica. Notazione Modulo 1: sul calcolo vettoriale, scientifica, ordine di grandezza. Equivalenze di il linguaggio sulle forze e sui moti misure. Saper trarre informazioni dalla lettura della fisica di un grafico. Conoscere il concetto di sistema classica di riferimento e la relatività del moto. Conoscere il calcolo vettoriale e riconoscere la natura vettoriale di spostamenti e forze. Modulo 2: la meccanica newtoniana 2. Richiami di cinematica 1. I principi della dinamica 2. Applicazione dei principi della dinamica Conoscere le leggi orarie dei moti rettilinei e nel piano. Saper dedurre dal diagramma orario la natura del moto. Mettere in relazione le osservazioni sperimentali e la formulazione dei principi della dinamica. Comprende il ruolo delle leggi del moto. Saper formulare i principi della dinamica ed esprimere la relazione tra massa inerziale e accelerazione, saper distinguere sistemi inerziali e non inerziali. Moto parabolico e moto circolare uniforme alla luce dei principi della dinamica. Forza centripeta e forze apparenti. Forza di Coriolis (cenni). Saper impostare l'equazione del moto armonico nel caso del pendolo e della molla e sapere le leggi che ne determinano il periodo 2 PERIODO MODULO Unità Didattica Obiettivi minimi relativi al sapere e al saper fare Modulo 2: la meccanica newtoniana 3. I principi di conservazione Lavoro e potenza. Energia cinetica e potenziale. Conoscere il teorema dell energia cinetica. Riconoscere le differenze fondamentali tra il lavoro compiuto da una forza conservativa e non. Energia meccanica e sua conservazione. Applicazioni allo studio del moto dei corpi e a contesti reali. Conoscere il momento di una forza, la quantità di moto e il momento angolare. Conoscere il

5 Modulo 3: La meccanica dei fluidi Modulo 4: la calorimetria Modulo 5: la termodinamic a 4. Il corpo rigido e la conservazione del momento angolare 5. La gravitazione 1. La statica dei fluidi 2. La dinamica dei fluidi 1. La temperatura 2.Il calore e i cambiamenti di stato 1. I gas perfetti 2. La teoria cinetica dei gas concetto di sistema isolato e i principi di conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Saper mettere in relazione i principi della dinamica e la conservazione della quantità di moto. Urti elastici e anelastici. Conoscere il teorema dell'impulso. Saper calcolare in casi semplici il centro di massa e il momento di inerzia. Formulare le leggi di Keplero. Definire il vettore g. Conoscere la legge di gravitazione universale e saperla utilizzare per determinare la costante G, la massa della Terra e per risolvere semplici problemi. Conoscere la velocità di fuga. Densità e pressione di un fluido. Conoscere e saper applicare il principio di Pascal., la Legge di Stevino e la Spinta di Archimede. Rappresentare la caduta di un corpo in un fluido Definire la portata di un fluido e conoscere e saper applicare a problemi semplici l'equazione di continuità Stabilire il protocollo di misura della temperatura. Effettuare le conversioni da una scala all altra. Formulare le leggi di dilatazione dei solidi, liquidi e gas. Individuare i meccanismi di trasmissione del calore. Conoscere i cambiamenti di stato e le leggi che li regolano. Definire calore specifico e capacità termica. Formulare le proprietà dell equilibrio termico. Definire il concetto di calore latente. Conoscere il calorimetro e saper definire un protocollo sperimentale per determinare il calore specifico di un solido Conoscere le equazioni di Gay-Lussac e di Boyle. Conoscere le principali trasformazioni termodinamiche e saper risolvere problemi relativi a trasformazioni reversibili. Definire l'energia interna di un gas perfetto e il lavoro di una trasformazione termodinamica. Energia come funzione di stato di un gas perfetto. Conoscere i principi della termodinamica. Modello microscopico di un gas perfetto. Sapere la connessione microscopica fra temperatura e energia cinetica di un gas. Descrivere i meccanismi microscopici nei cambiamento di stato

6 Metodi e Strumenti 1. Lezione frontale 2. Esperimenti di laboratorio con scrittura di relazioni di laboratorio schematiche 3. Sviluppo dei temi secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica Interventi di recupero Qualora si presentasse una situazione di disagio diffusa, si adotterà la forma di recupero in itinere. Successivamente alle valutazioni periodiche, poi, saranno indirizzati a specifici corsi di recupero mirato quegli studenti che mostreranno di non aver raggiunto gli obiettivi minimi previsti per il periodo. Verifiche e valutazione Nell ambito della programmazione del dipartimento di Matematica e Fisica sono stati condivisi i criteri generali della valutazione espressi per Matematica e sono state evidenziate le caratteristiche specifiche della Fisica. La valutazione globale di Fisica avverrà su tre livelli. Colloquio orale: la valutazione tenderà alla verifica del raggiungimento degli obiettivi specifici di quel modulo e avverrà sia tramite un interrogazione tradizionale sia attraverso la partecipazione a dibattiti e discussioni in classe su opportune domande stimolo. Prove strutturate: a completamento di ogni modulo potranno essere sottoposte agli studenti delle prove strutturate (tipologia B e C), a supporto del colloquio orale (specialmente nel caso di classi numerose ) Prova scritta: si ritiene che all interno del punteggio attribuito ad ogni quesito debbano valutarsi i seguenti aspetti con i seguenti pesi. Abilità Pesi Conoscenza delle leggi fisiche 3 Utilizzo di queste nell ambito di un corretto svolgimento dello specifico quesito 2 Valutazione dell ordine di grandezza del risultato previsto 1 Chiarezza, linearità e uso corretto del linguaggio scientifico 2 Ottimizzazione della strategia di risoluzione 2 Attività di laboratorio: verrà effettuata una valutazione delle relazioni prodotte tenendo conto anche della capacità di progettazione e, specie nel biennio, della capacità di lavorare in gruppo. Roma, 31 Ottobre 2016 Prof.ssa Silvia Lanaro

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