I.I.S. N. BOBBIO DI CARIGNANO - PROGRAMMAZIONE PER L A. S

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1 I.I.S. N. BOBBIO DI CARIGNANO - PROGRAMMAZIONE PER L A. S DISCIPLINA: FISICA (Indirizzo linguistico) CLASSE: TERZA (tutte le sezioni) COMPETENZE DISCIPLINARI ABILITA CONTENUTI ORGANIZZATI PER MODULI Grandezze e misure 1. Osservare e identificare fenomeni. Ideare procedure per misurare grandezze fisiche. Distinguere osservazioni qualitative e quantitative. Distinguere grandezze fondamentali e derivate. Misurare alcune grandezze fisiche. Che cosa è una grandezza. La misura delle grandezze fisiche: intervallo di tempo, lunghezza, area, volume, massa inerziale, densità. Il Sistema Internazionale di Unità. Le grandezze fisiche fondamentali e le grandezze derivate. Ragionare in termini di ordine di grandezza. Eseguire semplici operazioni di prodotto e divisione tra grandezze fisiche note. Eseguire equivalenze tra unità di misura. Interpretare il risultato di una misura. Ricavare l ordine di grandezza di una misura. Creare una rappresentazione astratta dello spazio e del tempo. Definire il concetto di sistema di riferimento utilizzando una terminologia specifica. Distinguere i concetti di posizione e di spostamento nello spazio. Distinguere i concetti di istante e intervallo di tempo. Creare una rappresentazione astratta del moto di un corpo. Riconoscere i casi in cui è possibile usare il modello del punto 1 Le incertezze in una misura. Errore assoluto, relativo e percentuale. Gli errori nelle misure dirette e indirette. La valutazione del risultato di una misura. Le cifre significative. La notazione scientifica. L ordine di grandezza di un numero. Equivalenze. Descrivere il movimento I concetti di punto materiale, traiettoria, sistema di riferimento. Spostamento e spazio percorso. Traiettoria e grafico spazio tempo.

2 materiale. Rappresentare il moto di un corpo mediante la traiettoria. Rappresentare il moto di un corpo mediante il grafico spaziotempo. 1. Osservare e identificare fenomeni. Ricavare e utilizzare quantità cinematiche (s, t, v) in situazioni Calcolare le grandezze spazio, tempo e velocità a partire dai dati. Eseguire equivalenze tra unità di misura della velocità. Distinguere la velocità media e la velocità istantanea. La velocità I concetti di velocità istantanea e velocità media. L unità di misura della velocità. Equivalenza tra km/h e m/s. Caratteristiche del moto rettilineo uniforme e l equazione oraria. 4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società. Effettuare consapevolmente approssimazioni per lo studio di un moto. Riconoscere situazioni in cui è possibile definire una legge oraria. Riconoscere situazioni in cui è possibile approssimare un moto unidimensionale come rettilineo. Riconoscere situazioni in cui è possibile usare la velocità media per trattare il moto come uniforme. Creare rappresentazioni astratte del moto a velocità costante. Rappresentare il moto uniforme mediante il grafico spaziotempo. Rappresentare il moto uniforme mediante il grafico velocitàtempo. Riconoscere il ruolo della misura delle grandezze fisiche in diversi contesti della vita reale. Individuare situazioni della vita reale in cui si eseguono misure delle grandezze cinematiche. Capire l importanza degli strumenti per la misura delle grandezze cinematiche. Il grafico spazio-tempo. Il significato della pendenza del grafico spazio-tempo. Il grafico velocità-tempo. L accelerazione 1. Osservare e identificare fenomeni. Ricavare e utilizzare quantità cinematiche (s, t, v, a) in situazioni Calcolare le grandezze spazio, tempo, velocità e accelerazio- I concetti di accelerazione media e istantanea. L unità di misura dell accelerazione. 2

3 ne a partire dai dati. Distinguere l accelerazione media e l accelerazione istantanea. Effettuare consapevolmente approssimazioni per lo studio di un moto. Riconoscere situazioni in cui è possibile usare l accelerazione media per trattare il moto come uniformemente accelerato. Creare rappresentazioni astratte del moto ad accelerazione costante. Rappresentare il moto uniformemente accelerato mediante il grafico spazio-tempo. Rappresentare il moto uniformemente accelerato mediante il grafico velocità-tempo. Utilizzare il concetto di variazione di una grandezza in diversi contesti della vita reale. Comprendere il ruolo dell analogia nella fisica. Riconoscere grandezze che hanno la stessa descrizione matematica. Individuare grandezze vettoriali in situazioni Distinguere grandezze scalari e vettoriali. Riconoscere alcune grandezze vettoriali. Riconoscere il ruolo della matematica come strumento per fornire rappresentazioni astratte della realtà. Rappresentare vettori mediante frecce. Eseguire alcune operazioni tra vettori. Verificare la corrispondenza tra modello e realtà. Le caratteristiche del moto uniformemente accelerato. Le leggi del moto (velocità-tempo, spaziotempo, velocità-distanza). I grafici spazio-tempo e velocità-tempo. Significato fisico dell area sottesa al grafico velocità tempo. Il moto di caduta dei gravi. I vettori Che cos è un vettore. La differenza tra grandezze scalari e grandezze vettoriali. Risultante di due o più vettori con il metodo punta coda. Risultante di due o più vettori con la regola del parallelogramma. Moltiplicazione di un vettore per un numero positivo o negativo. Le componenti di un vettore. Somma o differenza vettoriale per componenti I moti nel piano 1. Osservare e identificare fenomeni. Ricavare e utilizzare quantità cinematiche lineari e angolari (s, v, θ, ω) in situazioni 3 I vettori posizione, spostamento, velocità, accelerazione.

4 Utilizzare le relazioni che legano grandezze angolari e grandezze lineari. Utilizzare le grandezze caratteristiche di un moto periodico per descrivere il moto circolare uniforme. Rappresentare graficamente il moto circolare uniforme. Riconoscere la possibilità di scomporre un moto complicato in moti più semplici. Studiare un moto parabolico di un proiettile come sovrapposizione di moti rettilinei. Studiare un moto circolare uniforme come sovrapposizione di moti armonici. Individuare un moto conosciuto all interno di un moto più complicato. Il moto circolare uniforme, la velocità angolare, l accelerazione centripeta. La composizione di moti. Il moto parabolico con velocità iniziale orizzontale. Il moto parabolico con velocità iniziale inclinata rispetto l orizzontale. Il moto armonico (posizione, velocità, accelerazione). La molla e il pendolo. Le forze 1. Osservare e identificare fenomeni. Analizzare situazioni reali in termini di forza, momento di una forza e pressione. Distinguere la massa e la forza-peso. Utilizzare le regole del calcolo vettoriale per sommare le forze tra loro. Calcolare il momento di una forza e la pressione a partire dai dati. Spiegare alcuni fenomeni individuando il ruolo delle forze di attrito. Individuare gli effetti delle forze che agiscono sui corpi materiali. Distinguere i diversi tipi di attrito. Riconoscere e utilizzare relazioni tra grandezze fisiche. Utilizzare la legge di Hooke riconoscendone i limiti di validità. Studiare quantitativamente fenomeni in cui sono presenti gli attriti. Forze di contatto e azione a distanza. Come misurare le forze. La risultante di due o più forze. Le caratteristiche della forza-peso. Da che cosa dipende l attrito. La definizione di momento di una forza. La definizione di pressione. Grandezze direttamente e inversamente proporzionali. Le relazioni tra grandezze. La legge degli allungamenti elastici. Valutare l affidabilità di un processo di misura. Collegare le caratteristiche degli strumenti alle proprietà della materia. Misurare indirettamente grandezze fisiche. 4 Le caratteristiche degli strumenti di misura.

5 1. Osservare e identificare fenomeni. Analizzare situazioni statiche reali individuando il ruolo dei vincoli. Distinguere la stabilità delle configurazioni di equilibrio in situazioni Individuare forze e momenti delle forze nei sistemi in equilibrio. Individuare la presenza e l effetto della spinta idrostatica in contesti Le forze e l equilibrio I vincoli e le caratteristiche della reazione vincolare. Che cosa è una forza equilibrante. Condizione necessaria per l equilibrio di un punto o di un corpo rigido sul piano orizzontale. I vasi comunicanti. La pressione atmosferica. La legge di Stevino generalizzata. L enunciato del principio di Archimede. Il galleggiamento. 4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società. Studiare l equilibrio dei corpi in alcuni casi semplici. Calcolare la posizione del baricentro di un corpo in alcuni casi semplici. Scomporre la forza peso su un piano inclinato. Calcolare la spinta idrostatica per risolvere semplici problemi. Riconoscere la funzione delle macchine nella vita reale e nello sviluppo della tecnologia. Calcolare il guadagno di una macchina. Individuare le macchine semplici presenti nei dispositivi meccanici. Condizione necessaria per l equilibrio di un punto sul piano inclinato, con e senza attrito. Il significato di baricentro. Che cosa si intende per macchina semplice. I principi della dinamica 1. Osservare e identificare fenomeni. Descrivere il movimento di un corpo ragionando in termini di inerzia. Individuare il moto rettilineo uniforme in contesti Riconoscere il legame tra il principio di inerzia e le forze apparenti. Descrivere un fenomeno ragionando in termini di azione e reazione. Individuare le forze di azione e reazione in contesti Studiare il moto dei corpi in relazione alle forze agenti. Distinguere sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. L inerzia. Il principio di relatività galileiana. Il legame tra forze e accelerazioni. Sistemi di riferimento inerziali e non iner- 5

6 Utilizzare il secondo principio della dinamica per studiare il moto di un corpo soggetto a una forza costante. Mettere in relazione fenomeni e leggi fisiche. Riconoscere i limiti di validità delle leggi fisiche studiate. ziali. Le forze apparenti. La conservazione dell energia 1. Osservare e identificare fenomeni. Individuare i trasferimenti di energia nei fenomeni meccanici. Riconoscere le forme di energia nei fenomeni meccanici. Ricavare e utilizzare dati per calcolare l energia nelle sue forme, in contesti Definizione di lavoro di una forza costante e di una forza variabile. Energia cinetica e teorema. La potenza. 4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società. Riconoscere e utilizzare le forme di energia per risolvere semplici problemi. Calcolare l energia trasferita durante lo spostamento del punto di applicazione di una forza. Utilizzare la conservazione dell energia meccanica per studiare il moto di un corpo in assenza di forze dissipative Valutare l energia dissipata nei fenomeni della vita reale Individuare la presenza di fenomeni dissipativi nei processi Utilizzare la conservazione dell energia meccanica per calcolare l energia dissipata. Essere consapevoli dell utilizzo dell energia nelle situazioni Riconoscere le potenzialità di utilizzo dell energia in diversi contesti della vita reale. Capire l importanza delle trasformazioni dell energia nello sviluppo tecnologico. Individuare le grandezze fisiche conservate nei fenomeni naturali. 6 Forze conservative: definizione ed esempi. La distinzione tra forze conservative e dissipative. Esempi di forze dissipative. Energia potenziale della forza peso, della forza elastica, nei moti armonici. Conservazione dell energia meccanica. Conservazione dell energia totale. Il lavoro delle forze dissipative. La quantità di moto e il momento angolare Definizione di quantità di moto. La relazione tra quantità di moto e impulso

7 Riconoscere moti di traslazione e di rotazione in situazioni Calcolare le grandezze quantità di moto e momento angolare a partire dai dati. Calcolare l impulso di una forza a partire dai dati. Collegare grandezze usate per descrivere traslazioni e rotazioni. Descrivere un fenomeno utilizzando strumenti teorici. Comprendere il significato di simmetria in fisica e conoscere il suo legame con le grandezze conservate. Ragionare in astratto estendendo osservazioni reali a situazioni limite. Utilizzare la conservazione delle grandezze fisiche in diversi contesti della vita reale. Utilizzare la conservazione dell energia, della quantità di moto e del momento angolare per studiare il moto dei sistemi meccanici. Distinguere un urto elastico da un urto anelastico di una forza. Definizione di momento angolare. La legge di conservazione della quantità di moto per un sistema isolato. Urti elastici e anelastici su una retta e nel piano. La conservazione e la variazione del momento angolare. La gravitazione universale 1. Osservare e identificare fenomeni. Riconoscere le situazioni in cui l interazione gravitazionale è facilmente misurabile. Valutare la scala dei dati astronomici. Descrivere il moto di corpi soggetti a interazione gravitazionale. Riconoscere l interazione gravitazionale nella distribuzione della massa nell Universo. Studiare il moto dei corpi in relazione alle forze agenti. Distinguere massa inerziale e gravitazionale. Calcolare la forza di gravità tra due corpi. Utilizzare il secondo principio della dinamica per studiare il moto di un corpo soggetto alla forza di gravità. Le tre leggi di Keplero. La legge di Newton della gravitazione universale. I concetti di massa inerziale e di massa gravitazionale. Introduzione al concetto di campo. Le caratteristiche del campo gravitazionale. L energia potenziale nel campo gravitazionale. Mettere in relazione fenomeni e leggi fisiche 7 La misura della costante G e l esperimento

8 Individuare nella genesi della legge di gravitazione universale le tappe del metodo scientifico; Riconoscere i limiti di validità delle leggi fisiche studiate Riconoscere il valore culturale della legge di gravitazione universale. Descrivere un fenomeno utilizzando strumenti teorici. Effettuare le opportune approssimazioni e semplificazioni. Utilizzare il corretto sistema di riferimento. di Cavendish. Il moto dei satelliti. Velocità di fuga. Competenze disciplinari: 1. Osservare e identificare fenomeni. fenomeni naturali, analisi critica dei dati e 4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società. 8