Liceo G.B. Vico Corsico A.S

Transcript

1 Liceo G.B. Vico Corsico A.S Programma svolto durante l anno scolastico Classe: Materia: Insegnante: Testo utilizzato: 3A Fisica Prof. Andrea Roselli Fabbri-Masini-Baccaglini Quantum vol 1 ed SEI Argomenti svolti ARGOMENTO RIFERIMENTI I moti rettilinei (ripasso) Sistemi di riferimento e traiettoria La velocità Moto rettilineo uniforme L accelerazione Moto uniformemente accelerato MODULO 1 MECCANICA Unità 1 I moti non rettilinei Moti curvilinei. Descrizione vettoriale. Moto circolare uniforme e accelerato Composizione dei moti: moto parabolico Unità 2 Principi della dinamica e sistemi di riferimento Il primo principio della dinamica Approfondimenti sul primo principio Il secondo principio della dinamica Il terzo principio della dinamica Applicazioni dei principi della dinamica Forze d attrito La relatività galileiana Sistemidi riferimento non inerziali Unità 3 Conservazione dell energia meccanica Lavoro, energia cinetica, teorema del lavoro e dell'energia cinetica, interpretazione grafica, lavoro delle forze variabili Forze conservative e dissipative. Energia potenziale. Energia potenziale della forza peso e della forza elastica. Principio di conservazione dell'energia MODULO 2 PRINCIPI DI CONSERVAZIONE Unità 4 pag. 1 di 5

2 Principio di conservazione della quantità di moto La quantità di moto Conservazione della quantità di moto L impulso Gli urti. Urti elastici ed anelastici. Centro di massa Unità 5 Dalla traslazione alla rotazione Sistemi di punti materiali, corpi estesi e corpi rigidi Prodotto vettoriale e momento delle forze L equilibrio del corpo rigido Confronto tra moto traslatorio e rotatorio Momento di inerzia La dinamica rotatoria di un corpo rigido Momento angolare e legge di conservazione Unità 6 Dai modelli geocentrici al campo gravitazionale I modelli del cosmo Le leggi di Keplero La gravitazione universale Massa inerziale e gravitazionale Satelliti in orbita circolare Il campo gravitazionale L energia potenziale gravitazionale Velocità di fuga. Buchi neri e raggio di Schwarzschild MODULO 3 GRAVITAZIONE UNIVERSALE Unità 7 Corsico, 01/06/2019 I rappresentanti degli studenti: L insegnante: N.B. - Questo testo, pubblicato su web senza firma, è identico a quello firmato depositato in segreteria didattica pag. 2 di 5

3 Argomenti fondamentali per la prova di recupero I moti non rettilinei Unità 2 Moti curvilinei: vettore spostamento, vettore accelerazione; moto circolare uniforme: accelerazione centripeta, velocità periferica, velocità angolare. Principi della dinamica e sistemi di Unità 3 riferimento Primo, secondo e terzo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. La relatività di Galileo. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti. Massa inerziale e massa gravitazionale L energia meccanica Unità 4 Lavoro, energia cinetica, energia potenziale. Teorema del lavoro e dell energia cinetica. Forze conservative e dissipative. Principio di conservazione dell energia La quantità di moto e suo principio di Unità 5 conservazione Quantità di moto e impulso, forze impulsive, conservazione della quantità di moto, urti, urti elastici in una e due dimensioni, urti anelastici Dalla traslazione alla rotazione Prodotto vettoriale e momento delle forze. Unità 6 L equilibrio del corpo rigido. Momento di inerzia. La dinamica rotatoria di un corpo rigido. Momento angolare e legge di conservazione Dai modelli geocentrici al campo Unità 7 gravitazionale I modelli cosmologici, le leggi di Keplero, la legge di gravitazione universale, satelliti in orbita circolare, il campo gravitazionale, l energia potenziale gravitazionale, velocità di fuga, conservazione dell energia nel campo gravitazionale. Lavoro consigliati per il recupero estivo Studiare bene gli argomenti sopra elencati. Svolgere il maggior numero possibile dei seguenti esercizi: Pag 79 e segg. N Pag 80 e segg: esempi svolti n. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10 Pag. 135 e segg. N Pag. 206 e segg. da 6 a 86 Pag 232 e segg: esempi svolti n Pag. 251 e segg. N pag. 3 di 5

4 Pag 297 e segg: da 1 a 53 Pag 317 e segg: esempi svolti n Pag 347 e segg. N Esempi di prove di recupero La prova comprenderà esercizi e domande di teoria. 1) Quante rotazioni al minuto deve compiere una centrifuga affinché una provetta collocata a 10 cm dall asse di rotazione subisca un accelerazione pari a 90g? 2) Una biglia urta un altra biglia, uguale alla prima e inizialmente ferma. Dopo l urto, le due bilie viaggiano entrambe con velocità di 1,5 m/s, nella stessa direzione e verso della bilia incidente. Qual era la sua velocità iniziale? 3) Calcola la velocità di un proiettile che colpisce un pendolo balistico sapendo che la sua massa è 15 g, che la massa del pendolo è 5,0 kg e che il pendolo si solleva di 32 cm. 4) La velocità angolare della ruota di una bicicletta è 50 rad/s. Calcola velocità tangenziale, periodo, frequenza, accelerazione in un punto distante 20 cm dall asse di rotazione. 5) Quanto vale la velocità minima che un corpo di massa 10 kg deve avere nel punto più alto di un giro della morte di raggio 5,6 m per non cadere? Ipotizza che non ci siano attriti. 6) Un tronco di legno di massa pari a 100 kg e lunghezza 8,0 m è appoggiato su due supporti. Il primo supporto dista 2,0 m da un estremità del tronco, l altro supporto dista 3,0 m dall altra estremità. Calcola le forze esercitate da ciascun supporto sul tronco. 7) Su un piano inclinato, alto 2,0 m è posto un cilindro di massa 3,0 kg e raggio pari a 20 cm che rotola senza strisciare. Calcola la velocità del centro di massa, l energia cinetica di traslazione e l energia cinetica di rotazione al termine della discesa. 8) Un proiettile di massa 20 g, sparato alla velocità di 400 km/h si conficca al centro di una porta di massa pari a 8,0 kg. La porta ruota verticalmente attorno ai cardini, senza attrito, ed è larga 1,4 m. Calcola la velocità angolare della porta dopo essere stata colpita dal proiettile. 9) Mentre una nave sta sollevando un carico a bordo con un argano costituito da un tamburo cilindrico di massa 80 kg, con asse orizzontale e raggio 30 cm, il cavo che lo sostiene si sbolcca e si srotola dal cilindro, facendolo cadere in acqua. Calcola la pag. 4 di 5

5 velocità con cui il carico, che ha una massa di 300 kg, giunge in acqua cadendo da una altezza di 4,0 m e la tensione della fune durante la caduta. 10) Quanto valgono massa, peso, energia potenziale di un corpo che si trova a 2000 km da Terra e che sulla superficie della Terra pesa 715 N? 11) Trova: 1) la velocità di fuga dalla Terra; 2) la velocità occorrente a un ipotetico razzo per restare in un orbita di raggio pari al doppio del raggio terrestre. (razzo ha massa 2500 kg) Esempi di domande di teoria. 1) Scrivi tre modi diversi di esprimere l accelerazione centripeta nel moto circolare uniforme e mostra come, partendo da uno di essi, si possa ricavare gli altri due 2) Enuncia e dimostra il teorema dell impulso 3) Spiega in quali condizioni la quantità di moto si conserva e perché 4) Perché diciamo che durante un urto la quantità di moto si conserva? 5) Spiega che cosa sono il momento torcente, il momento di inerzia e il momento angolare. 6) Enuncia le leggi che descrivono la statica e la dinamica di un corpo rigido. 8) Spiega in cosa consiste la conservazione del momento angolare. 9) Spiega come si dimostrano: a) il calcolo della velocità di fuga; b) il calcolo della velocità minima affinchè un satellite resti in orbita circolare attorno a un pianeta 10) Enuncia le leggi di Keplero 11) Enuncia e spiega la legge di gravitazione universale Compiti per le vacanze (per tutta la classe) Studiare le unità 8 (gas perfetti), 9 (teoria cinetica dei gas, senza dimostrazioni) e 10 (principi della termodinamica) del libro di testo. Svolgere i seguenti esercizi. Pag. 400 e segg da 1 a 61 (solo dispari). Pag da 1 a 27. Pagg 490 e seguenti da 1 a 96 (un esercizio ogni 3 a partire dal numero 1). I compiti (teoria/esercizi) saranno oggetto di valutazione all inizio del prossimo anno scolastico. pag. 5 di 5