LICEO SCIENTIFICO STATALE G. Galilei a.s. 2018/19. Classe 1 I-Y-L PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA. Docente: Prof.ssa Marianna D Oria

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1 Classe 1 I-Y-L LA MISURA E GLI ERRORI La Fisica e le leggi della natura. Il metodo sperimentale. Le grandezze fisiche. Misure dirette e indirette. Grandezze omogenee e non omogenee. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Unità dell intervallo di tempo. Unità di lunghezze, aree e volumi. Conversione di unità di misura. Le caratteristiche degli strumenti di misura. Le cifre significative. La notazione scientifica. Ordine di grandezza. Operazioni e cifre significative. Il calibro. Errori di misura e incertezza della misura. Misure ripetute. La media. L errore assoluto, relativo e percentuale. Massa e densità. La propagazione degli errori nelle misure indirette. LA RAPPRESENTAZIONE DI DATI E FENOMENI Le grandezze direttamente proporzionali. La proporzionalità inversa. La dipendenza lineare. La proporzionalità quadratica. I grafici sperimentali; scelta della scala; rappresentazione degli errori nei grafici Lettura di un grafico: funzioni crescenti/decrescenti, funzioni costanti. I VETTORI Scalari e vettori. Operazioni con i vettori.. Le componenti di un vettore. I vettori in coordinate cartesiane. Operazioni con i vettori in coordinate cartesiane. LE FORZE Le forze; gli effetti delle forze; la misura delle forze. La forza peso. Gli allungamenti elastici. La legge di Hooke. Le forze di attrito. L equilibrio del punto materiale. L equilibrio su un piano orizzontale e su un piano inclinato. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Strumenti di misura analogici e digitali: sensibilità, portata, letture di misure - Il calibro ventesimale - Misure dirette di lunghezza (calibro e misure ripetute) - Misure di densità di solidi, liquidi e gas. - Misura della densità di alcuni oggetti fatti dello stesso materiale. Costruzione del grafico sperimentale massa-volume Classe 2 L

2 Docenti: Prof.ssa Marianna D Oria e Arianna Bianchi L EQUILIBRIO DEI FLUIDI Applicare i principi dei fluidi, riconoscendo correttamente pressioni e forze I fluidi La pressione La pressione atmosferica Pressione e profondità nei fluidi I vasi comunicanti Il principio di Pascal Il principio di Archimede I MOTI Descrivere il moto rettilineo di un corpo utilizzando le equazioni che legano spazio, velocità e tempo Il moto di un punto materiale Sistemi di riferimento Distanza percorsa e spostamento La velocità Il moto rettilineo uniforme L accelerazione Il moto uniformemente accelerato La caduta libera Moto su traiettorie curve: il moto circolare TEMPERATURA E CALORE Descrivere i fenomeni termici legati alla dilatazione termica, alla propagazione e agli scambi di calore Impostare correttamente la legge della termologia per risolvere problemi Temperatura ed equilibrio termico La misura della temperatura La dilatazione termica Calore e lavoro meccanico Capacità termica e calore specifico La propagazione del calore GLI STATI DELLA MATERIA E I CAMBIAMENTI DI STATO Saper descrivere i cambiamenti di stato con riferimento agli scambi di calore e alla conservazione dell energia Gli stati di aggregazione della materia I cambiamenti di stato Il calore latente Cambiamenti di stato e conservazione dell energia Classe 3 C I principi della dinamica Descrivere il moto di un corpo facendo riferimento alle cause che lo generano Valutare l azione di una forza applicata a un corpo Identificare azione e reazione in un interazione Enunciato del primo principio della dinamica o principio di inerzia Principio di relatività galileiano Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali Massa inerziale Enunciato del secondo principio della dinamica Forza peso Enunciato del terzo principio della dinamica L energia Saper valutare il lavoro compiuto da una forza e la sua velocità di esecuzione Descrivere fenomeni fisici con riferimento alla trasformazione e conservazione dell energia La definizione generale di lavoro di una forza costante Il lavoro di una forza variabile Il lavoro della forza elastica Il teorema dell energia cinetica Energia potenziale gravitazionale e lavoro della forza peso Energia potenziale elastica Principio di conservazione dell energia meccanica Potenza e velocità di esecuzione di un lavoro

3 I moti nel piano Conoscere e sapere applicare i concetti di spostamento, velocità e accelerazione vettoriali Descrivere i moti circolare uniforme e armonico facendo riferimento alle loro grandezze cinematiche Velocità e accelerazione come grandezze vettoriali Moto circolare uniforme e grandezze caratteristiche: periodo, frequenza, velocità tangenziale, velocità angolare Accelerazione centripeta Moto armonico: legge oraria e rappresentazione grafica La quantità di moto e il momento angolare Descrivere il moto di semplici sistemi di corpi in termini di quantità di moto e impulso Saper individuare le condizioni di equilibrio rotazionale di un sistema La definizione di quantità di moto Concetto di sistema isolato Impulso di una forza e teorema dell impulso Urti elastici e anelastici Momento di una forza e momento angolare Momento di inerzia Le leggi di conservazione dei moti rotazionali Analizzare il momento angolare di un corpo rigido Applicare le leggi di conservazione al moto di rotolamento Individuare la variazione delle diverse grandezze angolari e rotazionali in rapporto alle leggi di conservazione L energia cinetica rotazionale Il momento d inerzia La conservazione dell energia meccanica nel moto di rotolamento La seconda legge di Newton per il moto rotazionale Il momento angolare di un corpo rigido in rotazione La legge di conservazione del momento angolare La Gravitazione Conoscere la legge della gravitazione universale Descrivere l azione delle forze a distanza fra più masse Conoscere le leggi di Keplero Comprendere i concetti di campo e di energia potenziale gravitazionale Analizzare i moti dei satelliti o di corpi celesti La legge della gravitazione universale di Newton Attrazione gravitazionale fra corpi sferici I sistemi planetari Le leggi di Keplero dei moti orbitali Il campo gravitazionale L energia potenziale gravitazionale Conservazione dell energia nei fenomeni gravitazionali Classe 3 C MATEMATICA Le funzioni Relazioni e funzioni, funzioni iniettive, suriettive, biiettive, pari e dispari e loro caratteristiche. Proprietà delle funzioni composte. Dominio, immagine, intersezioni con gli assi, studio del segno. Trasformazioni geometriche. Funzioni definite a tratti. Il piano cartesiano e la retta Le coordinate di un punto su un piano, distanza tra due punti, punto medio di un segmento, baricentro di un triangolo. L equazione di una retta. La forma esplicita e il coefficiente angolare. Rette parallele e perpendicolari. Posizione reciproca di due rette. Distanza di un punto da una retta. I fasci di rette. Impostazione di un problema, analisi dei dati, metodo risolutivo, rappresentazione grafica, controllo della correttezza dei risultati ottenuti. La parabola La parabola e la sua equazione. Parabola con asse parallelo all'asse y. Condizioni per determinare l equazione di una parabola. La posizione di una retta rispetto ad una parabola. Rette tangenti alla parabola. La parabola con asse di simmetria parallelo all'asse x. Fasci di parabole. Rappresentazione di funzioni irrazionali riconducibili alla parabola.

4 La circonferenza La circonferenza e la sua equazione. Posizione reciproca tra retta e circonferenza. Le rette tangenti ad una circonferenza. Condizioni per determinare l equazione di una circonferenza. I fasci di circonferenze. Rappresentazione di funzioni irrazionali riconducibili alla circonferenza. L ellisse L ellisse e la sua equazione. La posizione di una retta rispetto a un ellisse. Rette tangenti all ellisse. Come determinare l equazione di un ellisse. Ellisse traslata. Rappresentazione di funzioni irrazionali riconducibili all ellisse. L iperbole L iperbole e la sua equazione. La posizione di una retta rispetto a un iperbole. Rette tangenti all iperbole. Come determinare l equazione di un iperbole. L iperbole traslata. L iperbole equilatera. Funzione omografica. Rappresentazione di funzioni irrazionali riconducibili all iperbole. Goniometria Misurazione degli archi circolari e degli angoli. Funzioni goniometriche: seno e coseno di un angolo e loro variazione. Prima relazione fondamentale della goniometria. Sinusoide e cosinusoide. Tangente e cotangente di un arco con relativa variazione. Seconda e terza relazione fondamentale della goniometria. Tangentoide e cotangentoide. Secante e cosecante di un arco con relativa variazione. Relazione fra funzioni goniometriche di particolari coppie di archi. Archi associati. Riduzione al primo quadrante. Funzioni goniometriche di archi speciali. Equazioni e disequazioni goniometriche Identità goniometriche. Equazioni goniometriche elementari. Funzioni goniometriche e loro traslazioni. Funzioni goniometriche inverse. Equazioni omogenee. Equazioni riducibili a omogenee di grado pari. Formule di sottrazione, addizione, moltiplicazione e bisezione di archi. Equazioni lineari in seno e coseno (metodo grafico e metodo dell angolo aggiunto). Grafici di funzioni goniometriche con il metodo dell angolo aggiunto. Disequazioni goniometriche intere e fratte. Trigonometria piana Teoremi sul triangolo rettangolo. Risoluzione dei triangoli rettangoli. Area di un triangolo, noti due lati e l'angolo compreso. Teorema della corda in una circonferenza. Il teorema dei seni. Teorema di Carnot. Applicazioni della trigonometria alla fisica. Classe 4 E L equilibrio dei fluidi Descrivere l effetto della pressione applicata ai fluidi Descrivere il comportamento di un solido all interno di un fluido Saper valutare l effetto della pressione atmosferica e le sue variazioni Pressione Pressione idrostatica e legge di Stevino Vasi comunicanti Trasmissione della pressione in un fluido e principio di Pascal Spinta idrostatica e principio di Archimede Pressione atmosferica e sua variazione La dinamica dei fluidi Analizzare il moto di un fluido ideale Analizzare l equazione di Bernoulli come legge di conservazione Analizzare il moto in un fluido viscoso Fluidi reali e fluidi ideali L equazione di continuità L equazione di Bernoulli Applicazioni dell equazione di Bernoulli Il moto nei fluidi viscosi I gas Analizzare le leggi che regolano i gas ideali Analizzare il rapporto fra temperatura ed energia cinetica Comprendere il significato di energia interna di un gas

5 Temperatura e comportamento termico dei gas Gas ideali Le leggi dei gas ideali La teoria cinetica dei gas Energia e temperatura Trasformazioni termodinamiche Identificare le diverse trasformazioni e le grandezze termodinamiche associate Analizzare calore assorbito e calore ceduto da un sistema in una trasformazione Analizzare il lavoro svolto e subito da un sistema in una trasformazione Comprendere il legame fra energia interna, calore e lavoro Confrontare i diversi enunciati del secondo principio della termodinamica Individuare le diverse grandezze termodinamiche in una macchina termica Introduzione alla termodinamica Il primo principio della termodinamica Trasformazioni termodinamiche Trasformazione isòbara Trasformazione isòcora Trasformazione isoterma Trasformazione adiabatica Il secondo principio della termodinamica I cicli termodinamici L entropia Il terzo principio della termodinamica Le onde e il suono Descrivere fenomeni ondulatori attraverso il modello di onda meccanica Descrivere il comportamento delle onde meccaniche, in particolare delle onde sonore L oscillatore armonico e la relazione fra le grandezze velocità-accelerazione Le caratteristiche delle onde meccaniche: generazione e propagazione Riflessione di onde meccaniche Principio di sovrapposizione e di interferenza di onde meccaniche Oscillazioni smorzate, forzate e risonanza Onde stazionarie Diffusione di onde meccaniche Onde sonore e caratteristiche del suono Riflessione del suono e fenomeno dell eco Diffrazione delle onde sonore Effetto Doppler per le onde sonore La luce Descrivere la natura della luce e la sua propagazione Conoscere i principali meccanismi di interazione fra luce e materia: riflessione, diffusione, rifrazione, dispersione, interferenza e diffrazione La natura della luce: modello corpuscolare e modello ondulatorio Propagazione e velocità della luce Le leggi della riflessione della luce e gli specchi piani La diffusione della luce Specchi concavi e convessi: ingrandimento lineare e legge dei punti coniugati Le leggi della rifrazione della luce e la riflessione totale Lenti convergenti e divergenti La composizione della luce bianca e i colori La diffrazione e l interferenza della luce Lo spettro della luce visibile Cariche e campi elettrici Descrivere fenomeni elettrici elementari Comprendere i meccanismi di interazione fra cariche elettriche Padroneggiare il concetto di campo elettrico e di flusso del campo elettrico Cariche elettriche e principio di conservazione della carica Isolanti e conduttori elettrici Vari tipi di elettrizzazione Interazione fra cariche elettriche e legge di Coulomb Concetto di campo e definizione operativa del vettore campo elettrico Concetto di flusso del campo elettrico attraverso una superificie Campi elettrici a simmetria sferica e campo uniforme fra due distribuzioni di carica di segno opposto, piane, infinite, omogenee e parallele