Liceo G.B. Vico Corsico

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1 Liceo G.B. Vico Corsico Programma svolto durante l anno scolastico Classe: 4C Materia: FISICA Insegnante: Cristina Bovati Testo utilizzato: Fabbri-Masini-Baccaglini Quantum vol 1 e 2 ed SEI ARGOMENTO Gas perfetti Gas perfetti. L equazione di stato del gas perfetto e la temperatura assoluta. La quantità di materia e il numero di Avogadro. Leggi di Gay-Lussac e di Boyle. Il modello cinetico dei gas. Pressione, temperatura ed energia interna: interpretazione microscopica e leggi correlate Principi della termodinamica Sistema termodinamico, variabili di stato e trasformazioni. Le trasformazioni: isocora, isobara, isoterma e adiabatica. Ripresa del concetto di calore, calore specifico e capacità termica. Equivalenza tra calore e lavoro. Conservazione dell energia e primo principio della termodinamica. Trasformazioni e lavoro; trasformazioni e calore. Trasformazioni cicliche e secondo principio della termodinamica. Il rendimento delle macchine termiche. Il ciclo di Carnot.Il motore a scoppio. L entropia, probabilità e terzo principio (cenni) Il moto armonico Oscillazioni armoniche. Equazione oraria e grafico del moto armonico. Velocità e accelerazione del moto armonico Periodo e frequenza del moto armonico di una molla. Energia e sistema massa-molla. Il pendolo La propagazione delle onde Onde longitudinali e trasversali, caratteristiche fondamentali delle onde armoniche, velocità di propagazione.equazione delle onde armoniche. Onde bidimensionali. Principio di Huygens, riflessione, rifrazione, diffrazione e interferenza RIFERIMENTI MODULO 4 GAS PERFETTI Unità 8 par. da 2 a 7 Unità 9 par. da 1 a 3 Slide sviluppate dagli studenti nei lavori di gruppo MODULO 4 PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA Unità 10 par. da 1 a 9 Slide sviluppate dagli studenti nei lavori di gruppo Unità 11 par. da 1 a 8 LA PROPAGAZIONE DEL Unità 12 par. da 1 a 12 pag. 1 di 8

2 Il suono Caratteristiche dei suoni. La propagazione delle onde sonore. L effetto Doppler. Le onde stazionarie. Battimenti La luce La natura della luce: modelli interpretativi. Riflessione e rifrazione. La misura della velocità della luce. Cenni alla polarizzazione. L interferenza e la diffrazione. Esperimenti che hanno fatto la storia della fisica: la misura della velocità della luce e esperimento della doppia fenditura. Fenomeni elettrostatici e campo elettrico La carica e l elettrizzazione per strofinio. Conduttori e isolanti. L eletrizzazione per contatto e per induzione.la polarizzazione dei dielettrici: deformazione e orintamento. La legge di Coulomb. Confronto tra forze elettriche e gravitazionali. La distribuzione della carica nei conduttori e l effetto punte. Il campo elettrico generato da una carica puntiforme. La rappresentazione del campo elettrico. Il flusso del campo elettrico. Il teorema di Gauss e le sue applicazioni (campo di una sfera carica, di un condensatore e di un conduttore qualunque). Il condensatore: magazzino di carica. Potenziale elettrico La circuitazione e la conservatività del campo elettrico. L energia potenziale elettrica. La differenza di potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Capacità e condensatori come magazzini di energia. IL SUONO Unità 13 par. da 1 a 3 Slide sviluppate dagli studenti nei lavori di gruppo (relative ad effetto Doppler, Onde stazionarie e battimenti) LA LUCE Unità 14 par. da 1 a 7 Dispensa e slide aggiuntive nella cartella virtuale di BOX FENOMENI ELETTROSTATICI E CAMPI ELETTRICI Unità 15 par. da 1 a 10 Dispensa e slide aggiuntive nella cartella virtuale di BOX POTENZIALE ELETTRICO Unità 16 par. da 1 a 6 Esperimenti che hanno fatto la storia della fisica: la misura della carica dell elettrone (Thomson e Millikan) Le leggi di Ohm La corrente elettrica. Circuiti elettrici elementari. La prima legge di Ohm. L effetto Joule. La seconda legge di Ohm. Resistenza, resistività e temperatura. CORRENTI ELETTRICHE E MAGNETISMO LEGGI DI OHM Unità 17 par. da 1 a 6 pag. 2 di 8

3 Circuiti elettrici Il generatore di corrente continua. Resistori in serie. Le leggi di Kirchhoff. Resistori in parallelo. Condensatori in serie e in parallelo. Circuiti RC. Campi magnetici Il campo magnetico. Il campo magnetico terrestre. L esperienza di Oersted: interazione magnete-corrente elettrica. L esperienza di Ampère : interazione correntecorrente. L esperienza di Faraday e il vettore campo magnetico. La forza di Lorentz. Il moto delle cariche elettriche in campo elettrico e in campo magnetico. CIRCUITI ELETTRICI Unità 18 par. da 1 a 7 CAMPI MAGNETICI Unità 19 Par.da 1 a 5, 9, 10 Le lezioni sono state approfondite con una serie di video i cui link sono consultabili nella classe virtuale di BOX. La classe ha partecipato ai laboratori della Ducati (approfondimento sulla fisica delle moto: attriti, urti, cinematica e dinamica rotazionale, motore a quattro tempi) e ai laboratori LABEX (approfondimento su ottica ondulatoria, misura della velocità della luce e approfondimento sui campi magnetici). La classe è stata inoltre coinvolta nel percorso multidisciplinare L illusione del tempo che ha riguardato le seguenti discipline: lettere, latino, fisica, storia dell arte, storia e filosofia. Corsico, 4 giugno 2019 I rappresentanti degli studenti.. L insegnante: Cristina Bovati. N.B. - Questo testo, pubblicato su web senza firma, è identico depositato in segreteria didattica a quello firmato pag. 3 di 8

4 PARTE SECONDA - Argomenti fondamentali per la prova di recupero Indicazioni per le prove di recupero di settembre La prova sarà scritta e comprenderà anche domande di teoria per l orale. La docente procederà ad un approfondimento orale solo nel caso di prova scritta insufficiente. ARGOMENTO Principi della termodinamica Il primo principio della termodinamica Trasformazioni e lavoro Trasformazioni e calore Il rendimento delle macchine termiche Il ciclo di Carnot Il secondo principio della termodinamica Il moto armonico Oscillazioni armoniche Equazione oraria e grafico del moto armonico Velocità e accelerazione del moto armonico Periodo e frequenza del moto armonico di una molla Energia e sitema massa-molla Il pendolo e il pendolo di Focault La propagazione delle onde Onde longitudinali e trasversali, caratteristiche fondamentali delle onde armoniche, velocità di propagazione Onde bidimensionali. Principio di Huygens, riflessione, rifrazione, diffrazione e interferenza Il suono Caratteristiche dei suoni. La propagazione delle onde sonore. L effetto Doppler La luce La natura della luce: modelli interpretativi Riflessione e rifrazione La misura della velocità della luce La polarizzazione L interferenza e la diffrazione Fenomeni elettrostatici e campo elettrico L elettrizzazione per strofinio. Conduttori e isolanti. L eletrizzazione per contatto e per induzione La legge di Coulomb. Confronto tra forze elettriche e gravitazionali La distribuzione della carica nei conduttori. Campo elettrico generato da una carica puntiforme. La rappresentazione del campo elettrico. Flusso del campo elettrico. Il teorema di Gauss. NOTE MODULO 4 TERMODINAMICA Unità 10 Teoria da pag 443 a 452 ; da pag 454 a 467 ; pag 470, 471 Unità 11 Il moto armonico Teoria da pag 4 a 12, da pag 15 a 21 Unità 12 La propagazione delle onde Teoria da pag 40 a 48, da pag 52 a 61 Unità 13 Il suono Teoria da pag 86 a91; da pag 98 a101 Unità 14 La luce Teoria da pag 128 a 133, da pag 134 a 138, pag 141. Unità 15 Fenomeni elettrostatici e campo elettrico Teoria da pag 176 a 201 pag. 4 di 8

5 Potenziale elettrico La circuitazione e il campo conservativo. L energia potenziale elettrica La differenza di potenziale elettrico. Superfici equipotenziali I condensatori e la capacità Le leggi di Ohm La corrente elettrica. Circuiti elettrici elementari. La prima legge di Ohm. L effetto Joule. La seconda legge di Ohm. Resistenza, resistività e temperatura. Circuiti elettrici La corrente elettrica. Il generatore di corrente continua. Resistori in serie. Le leggi di Kirchhoff. Resistori in parallelo. Condensatori in serie e in parallelo. Circuiti RC Unità 16 Potenziale elettrico Teoria da pag 226 a 243 CORRENTI ELETTRICHE E MAGNETISMO Unità 17 Le leggi di Ohm Teoria da pag 266 a 282 Unità 18 Circuiti elettrici Teoria da pag 316 a 332 PARTE TERZA - Lavoro consigliati per il recupero estivo Studiare bene gli argomenti sopra elencati e riordinare il formulario. Svolgere, su un quaderno nuovo, il maggior numero possibile dei seguenti esercizi. Riguardare attentamente le verifiche svolte durante l anno. Esercizi Teoria da pag 443 a 467; pag 470, 471 Esercizi da pag 491 n Teoria da pag 4 a 12, da pag 15 a21. Esercizi da pag 31 n Teoria da pag 40 a 48, da pag 52 a 61. Esercizi da pag 77 n Teoria da pag 86 a91; da pag 98 a101 Esercizi pag 122 n RIFERIMENTI MODULO 4 TERMODINAMICA Unità 10 Unità 11 Il moto armonico Unità 12 La propagazione delle onde Unità 13 Il suono pag. 5 di 8

6 Teoria da pag 128 a 133, da pag 134 a 138, pag 141. Esercizi da pag 160 n Teoria da pag 176 a 201 Esercizi pag 214 n Teoria da pag 226 a 243 Esercizi pag 256 n Teoria da pag 266 a 282 Esercizi pag 307 n Teoria da pag 316 a 332 Esercizi pag 349 n Unità 14 La luce ELETTROSTATICA Unità 15 Fenomeni elettrostatici e campi elettrici ELETTROSTATICA Unità 16 Potenziale elettrico CORRENTI ELETTRICHE E MAGNETISMO Unità 17 Le leggi di Ohm CORRENTI ELETTRICHE E MAGNETISMO Unità 18 Circuiti elettrici PARTE QUARTA - Esempi di esercizi della prova di recupero La prova sarà solo scritta e comprenderà anche domande di teoria. La docente procederà ad un approfondimento orale nel caso di scritti insufficienti. 1) Quando una massa di 0,50 kg viene appesa a una molla verticale, la molla si allunga di 15 cm. Quale massa devi appendere perché la molla abbia un periodo di oscillazione di 0,75 s? 2) Un fascio di luce si propaga nell aria e incide su un materiale trasparente. Gli angoli di incidenza e di rifrazione sono rispettivamente 63,0 e 47,0. A) Calcola la velocità della luce nel materiale; b) l indice di rifrazione assoluto del materiale. 3) Illustra e spiega sinteticamente le proprietà di riflessione e rifrazione della luce secondo le due teorie corpuscolare e ondulatoria. Specifica, in ogni caso, se portano agli stessi risultati. 4) Un oggetto è appeso a un filo tra le armature di un condensatore a facce piane parallele, come mostrato in figura. Supponi che l intensità del campo elettrico tra le armature cambi, e che sia attaccato alla cordicella un oggetto con carica di Se la tensione del filo è 0,450 N e l angolo che quest ultimo forma con la verticale è di 16, determina: a) la massa dell oggetto; b) l intensità del campo elettrico. pag. 6 di 8

7 5) Tre cariche sono collocate ai vertici di un triangolo equilatero di lato 1,25m. a) trova il campo elettrico nel punto P, punto medio tra le cariche di 8,0 nc e -5,0nC. B) trova il potenziale elettrico in P. C) Trova l energia potenziale elettrica del sistema delle tre cariche. 6) La differenza di potenziale tra le armature di un condensatore a facce piane parallele è 35 V e il campo elettrico tra le armature è di 750 V/m. Se l area della superficie delle armature è, qual è la capacità del condensatore? 7) La figura mostra un elettrone che entra in un condensatore a facce piane e parallele alla velocità di. Quando l elettrone esce dal condensatore, il campo elettrico lo ha deflesso verso il basso di 0,618 cm. Determina: a ) L intensità del campo elettrico nel condensatore; b) la velocità dell elettrone quando esca dal condensatore.( ) 8) A) Dopo aver definito la circuitazione del campo elettrico, determina il suo valore e spiega quali proprietà del campo si possono dedurre. 9) L antifurto di un automobile parcheggiata emette un suono di frequenza pari a 960 Hz. La velocità del suono è di 343 m/s. Avvicinandoti, rilevi che la frequenza è cambiata di 95 Hz. Qual è la tua velocità? Esprimi il risultato in km/h. 10) Tre cariche sono fissate in un sistema di coordinate xoy. Una carica di è sull asse y in. Una carica di è nell origine. Infine, una carica di è sull asse x in. Calcola l intensità, la direzione e il verso della forza elettrostatica risultante che agisce sulla carica in. Esprimi la direzione rispetto all asse -x. 11) Un condensatore a piatti piani e paralleli operante in aria, avente un area di 40 cm 2 e una distanza tra i piatti di 1,0 mm, viene caricato con una differenza di potenziale di 600 V. Si determini: a) la capacità, b) la quantità di carica su ciascun piatto; c) l energia immagazzinata; d) il campo elettrico tra i piatti. Esempi di domande teoriche: 1) Spiega il significato del primo principio della termodinamica 2) Determina l espressione dell energia totale di un sistema massa-molla 3) Confronta modello corpuscolare e ondularorio, evidenziando punti di forza e punti di debolezza dei due modelli 4) Definisci il campo elettrico e spiega quali regole devono essere seguite per rappresentarlo graficamente 5) Definisci la capacità di un condensatore pag. 7 di 8

8 PARTE QUINTA - Compiti estivi Solo Valutazioni fino al 6 e per tutti coloro che liberamente decidono di procedere ad un bel ripasso generale: svolgere gli esercizi della parte QUARTA di questo programma: Esempi di esercizi della prova di recupero e rifare integralmente le verifiche svolte Per tutti: Riordinare il formulario e ripassare i concetti fondanti di ogni argomento trattato nel corso dell anno Studiare unità 19 da pag.364 a 384 rivedendo gli appunti presi al LABEX. Esercizi da pag.411 da 1 a 8; da 12 a 56 Approfondimento: storia della scienza nella seconda parte del 1800 Pag.399 L esperimento di Oersted e il clima culturale Pag.327 Le invenzioni dell elettricità Pag.289 L invenzione di inventare: Thomas Edison Pag.243 Thompson e Millikan Leggere gli articoli e costruire una freccia del tempo, cominciare a immaginare collegamenti tra discipline relativi a questo periodo storico CLIL: read Faraday, Maxwell and the electromagnetic field by Nancy Forbes and Basil Mahon pag. 8 di 8