SCIENZE INTEGRATE (FISICA) - settore tecnologico COMPETENZE DISCIPLINARI CLASSI SECONDE

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1 SCIENZE INTEGRATE (FISICA) - settore tecnologico COMPETENZE DISCIPLINARI CLASSI SECONDE Saper analizzare un fenomeno o un problema riuscendo ad individuare gli elementi significativi e le relazioni coinvolte, ed operando gli opportuni collegamenti tra premesse e conseguenze Saper collegare i contenuti teorici alla realtà quotidiana PROGRAMMAZIONE CLASSI SECONDE Blocco tematico: Energia meccanica ORE: 10 Unità 1: Lavoro ed energia (*) La definizione di lavoro La definizione di energia cinetica Il teorema dell energia cinetica Che cos è l energia potenziale gravitazionale Che cos è una forza conservativa (cenni) Il principio di conservazione dell energia meccanica La definizione di potenza Calcolare il lavoro di una o più forze costanti applicate allo stesso scopo Applicare il teorema dell energia cinetica a situazioni semplici Applicare il principio di conservazione dell energia meccanica Distinguere tra forze conservative e forze non conservative Il lavoro; lavoro motore e lavoro resistente L energia cinetica e il teorema dell energia cinetica L energia potenziale gravitazionale ed elastica L energia meccanica e il teorema di conservazione dell energia meccanica (*) Tale unità didattica è da svolgersi se non trattata dalla classe nell anno scolastico precedente. Si ritiene comunque utile in ogni caso un ripasso di tali contenuti in quanto fondamentali per una piena comprensione delle unità didattiche previste nella classe seconda. Blocco tematico : Statica dei fluidi ORE:12 Unità 2: La Pressione La definizione di pressione L enunciato della legge di Stevino L enunciato del principio di Pascal Il principio dei dei vasi comunicanti L enunciato del principio d Archimede Calcolare la pressione idrostatica Applicare la legge di Stevino Calcolare la spinta d Archimede Prevedere il comportamento di un solido immerso in un fluido.

2 La pressione La pressione idrostatica e la legge di Stevino Il principio di Pascal e il torchio idraulico I vasi comunicanti La pressione atmosferica e l esperimento di Torricelli La spinta idrostatica, il principio d Archimede e il galleggiamento dei corpi. Blocco tematico : Termodinamica ORE: 27 Unità 3: Termologia Conoscere le scale termometriche Celsius, Kelvin e Fahrenheit. La legge della dilatazione termica Definizione di calore specifico e capacità termica La legge fondamentale della termologia Il concetto di equilibrio termico Il calore latente nei passaggi di stato Calcolare la dilatazione di un solido o un liquido Applicare la legge fondamentale della termologia Determinare la temperatura di equilibrio di due sostanze a contatto termico Determinare la quantità di calore necessaria a realizzare un passaggio di stato Valutare il calore disperso attraverso una parete piana. I meccanismi di propagazione del calore La misura della temperatura Le scale termometriche (Celsius, Kelvin, Fahrenheit) La dilatazione termica lineare e volumica dei solidi e la dilatazione volumica dei liquidi Il calore La capacità termica e il calore specifico La legge fondamentale della termologia L equilibrio termico I passaggi di stato e il calore latente La propagazione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento. Unità 4: Termodinamica (Tale unità sarà sviluppata in modo approfondito negli indirizzi CAT, GRC e ELN, mentre verrà solo accennata nell indirizzo INF).

3 L'equazione di stato dei gas perfetti Calcolare il lavoro in una trasformazione termodinamica La teoria cinetica dei gas Applicare il primo principio della termodinamica a Trasformazioni e cicli termodinamici trasformazioni e cicli termodinamici Che cos è l energia interna di un sistema Calcolare il rendimento di una macchina termica. L'enunciato del primo principio della termodinamica Il concetto di macchina termica Gli enunciati del secondo principio della termodinamica (enunciato di Kelvin ed enunciato di Clausius) L equazione di stato dei gas La teoria cinetica dei gas perfetti Interpretazione della pressione e della temperatura L energia interna di un gas ideale Il lavoro termodinamico Il primo principio della termodinamica Il rendimento delle macchine termiche Il ciclo di Carnot Il secondo principio della termodinamica: enunciato di Kelvin ed enunciato di Clausius. Blocco tematico: Elettromagnetismo ORE: 42 Unità 5: Elettrostatica Le proprietà della forza elettrica Applicare la legge di Coulomb La definizione di campo elettrico Analogie e differenze tra campo gravitazionale e campo elettrico Definizione di differenza di potenziale fra due punti Che cos'è un condensatore e a che cosa serve Calcolare il campo elettrico in un punto, anche in presenza di più cariche sorgenti Studiare il moto di una carica dentro un campo elettrico uniforme Risolvere problemi sulla capacità di uno o più condensatori. La carica elettrica

4 Conduttori ed isolanti La legge di Coulomb La costante dielettrica di un mezzo Il campo elettrico e le linee di forza del campo elettrico La differenza di potenziale L energia potenziale elettrica I condensatori e la loro capacità Collegamento di condensatori in serie ed in parallelo. Unità 6: La corrente elettrica continua Conoscere gli elementi caratteristici di un Schematizzare un circuito elettrico circuito elettrico e la loro funzione Risolvere problemi che richiedono l applicazione delle Definizione di intensità di corrente elettrica e di due leggi di Ohm potenza elettrica Progettare una resistenza di valore assegnato La relazione di causa-effetto fra differenza di Calcolare la quantità di calore prodotta per effetto Joule. potenziale e intensità di corrente Effetti prodotti dalla corrente elettrica. I generatori di differenza di potenziale L intensità di corrente elettrica L amperometro ed il voltmetro La potenza elettrica La resistenza elettrica e la 1^ legge di Ohm La resistività e la 2^ legge di Ohm Effetto termico della corrente Collegamento di resistenze in serie e parallelo Unità 7: Magnetismo Che cos è un campo magnetico e quali sono le sorgenti del campo Qual è l effetto di un campo magnetico sui conduttori percorsi da corrente elettrica Analogie e differenze tra campo elettrico e campo magnetico Che cos è la forza di Lorentz Individuare direzione e verso del campo magnetico Calcolare l intensità del campo magnetico in alcuni casi particolari Calcolare la forza su un conduttore percorso da corrente Stabilire la traiettoria di una carica in un campo magnetico

5 Fenomeni magnetici ll campo magnetico creato da magneti permanenti Le linee di forza del campo magnetico L esperimento di Oersted Calcolo del campo magnetico mediante la forza che agisce su un conduttore rettilineo percorso da corrente Calcolo del campo magnetico in prossimità di un filo rettilineo, al centro di una spira e lungo l asse di un solenoide percorsi da corrente La permeabilità magnetica relativa: sostanze paramagnetiche, diamagnetiche e ferromagnetiche Forze su conduttori percorsi da corrente: la legge di Ampere La forza di Lorentz Blocco tematico: Induzione elettromagnetica ORE: 8 Unità 8: Induzione elettromagnetica Che cos è il flusso del campo magnetico Calcolare il flusso del campo magnetico L enunciato della legge di Faraday-Neumann- Applicare la legge di Faraday-Neumann-Lenz Lenz Che cos'è un trasformatore La corrente indotta Il flusso del vettore campo magnetico La legge di Faraday- Neumann-Lenz Il trasformatore ESPERIENZE PRATICHE DI LABORATORIO 1) Esperienza pratica di laboratorio sul teorema dell energia cinetica. 2) Esperienza di laboratorio sulla conservazione dell energia meccanica. 3) Esperienza di laboratorio sulla verifica del principio di Stevin. 4) Esperienza di laboratorio sulla verifica del Principio di Archimede. 5) Esperienza di laboratorio sulla statica dei fluidi (Pascal, vasi comunicanti).

6 6) Esperienza di laboratorio sulla dilatazione termica lineare. 7) Esperienza pratica di laboratorio sulla verifica della legge fondamentale della termologia. 8) Esperienza di laboratorio sulla temperatura di equilibrio termico. 9) Esperienza di laboratorio sul calore latente. 10) Esperienza di laboratorio sulla propagazione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento). 11) Esperienza pratica di laboratorio sulle leggii di Boyle e Gay-Lussac. 12) Esperienza pratica di laboratorio sull elettrizzazione (per strofinio, contatto, induzione). 13) Esperienza pratica di laboratorio sulla visualizzazione del campo elettrico. 14) Esperienza pratica di laboratorio sui condensatori serie-parallelo. 15) Esperienza pratica di laboratorio sulla verifica della prima legge di Ohm. 16) Esperienza pratica di laboratorio sulla verifica della seconda legge di Ohm. 17) Esperienza pratica di laboratorio sui circuiti elettrici (resistenze serie-parallelo). 18) Esperienza pratica di laboratorio sull effetto Joule della corrente elettrica. 19) Esperienza pratica di laboratorio sul magnetismo. 20) Esperienza pratica di laboratorio sull elettromagnetismo. 21) Esperienza di laboratorio sulla verifiche degli esperimenti di: Oerstet, Ampere, Faraday. 22) Esperienza pratica di laboratorio sull induzione elettromagnetica, il motore elettrico e l alternatore (Legge di Faraday Newman-Lenz). 23) Esperienza pratica di laboratorio sulle Energia rinnovabile (Solare-Eolica).