FISICA PROGRAMMAZIONE ANNUALE - SEQUENZA DI LAVORO. Anno scolastico : Corso COMPATTATO NEL 1 QUADRIMESTRE (SET-GEN)

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1 Valutazione (per certificare ompetenze) Metodologia FISICA Classe 2^ C.A.T. PROGRAMMAZIONE ANNUALE - SEQUENZA DI LAVORO Anno scolastico : Corso COMPATTATO NEL 1 QUADRIMESTRE (SET-GEN) U.D.A. Periodo Ore lezione 0. Richiamo argomenti statica, cinematica e dinamica settembre -ottobre Energia ottobre Termologia ott -nov Elettrostatica e corrente continua novembre Il campo magnetico dicembre Onde meccaniche e acustica dicembre La luce e l'ottica geometrica gennaio 20 Ore settimanali della materia : h N settimane disponibili : circa 17 Totale annuo : circa 100 h - lezioni frontali interattive - uso guidato del libro di testo - discussioni guidate sulla conclusione di un esperienza di laboratorio - esercizi esempio svolti alla lavagna dall insegnante - esercizi svolti alla lavagna dagli alunni - compiti a casa, correzione e commento dei compiti assegnati - esperienze di laboratorio svolte a gruppi - attività di recupero Per integrare le spiegazioni e per facilitare l apprendimento si usano sussidi audiovisivi e, talvolta, specifici programmi applicativi Domande a risposta aperta e chiusa ; risoluzione di problemi

2 U.D.A. 0 - RIPASSO DI STATICA, CINEMATICA, DINAMICA Conoscere il significato di grandezza scalare e di grandezza vettoriale Saper distinguere le grandezze scalari da quelle vettoriali Conoscere le grandezze caratteristiche di un vettore Saper rappresentare un vettore Conoscere la regola del parallelogramma e il metodo punta-coda Saper eseguire operazioni con i vettori: saper determinare graficamente od analiticamente la somma o la differenza di due o più forze Saper calcolare il prodotto di una vettore per un numero Saper individuare gli effetti di una forza Saper scomporre una forza in due componenti graficamente o analiticamente Individuare le condizioni di equilibrio di un punto materiale e di corpo rigido esteso Conoscere il significato di vincolo e di corpo vincolato Stabilire se un punto materiale o un corpo rigido è in equilibrio Determinare la risultante di forze parallele concordi e discordi Saper individuare i vincoli Calcolare la reazione vincolare e l equilibrante Conoscere la definizione di momento di una forza Stabilire se un corpo rigido ruota e individuare il verso di rotazione Conoscere il significato di baricentro Individuare la corrispondenza fra il baricentro ed i tre tipi di equilibrio: stabile, instabile, indifferente Conoscere il significato dei termini traiettoria, posizione e spostamento Conoscere la definizione di velocità media e di velocità istantanea Saper calcolare il vettore spostamento in semplici problemi Saper calcolare la velocità media di un oggetto in movimento Conoscere le principali unità di misura della velocità (km/h e m/s) Conoscere il significato della legge oraria del moto rettilineo uniforme Conoscere la definizione di accelerazione media e la sua unità di misura Conoscere il significato della legge oraria del moto uniformemente accelerato Saper trasformare l unità di misura della velocità da km/h a m/s e viceversa Saper applicare la legge oraria del moto rettilineo uniforme in semplici problemi con s0 = 0 e s0 0 Saper calcolare l accelerazione media di un oggetto in movimento Saper applicare la legge oraria del moto uniformemente accelerato in semplici problemi con s 0=0, s 0 0, v i=0, v i0 Conoscere come si possono rappresentare graficamente il moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato Conoscere le caratteristiche del moto di un oggetto in caduta libera Saper tracciare e analizzare grafici posizione/tempo, velocità/tempo e accelerazione/tempo per ricavare le caratteristiche del moto rappresentato Saper calcolare la velocità e lo spazio percorso da un oggetto in caduta libera Conoscere l enunciato del primo principio della dinamica Saper individuare semplici fenomeni fisici interpretabili con il primo principio della dinamica Conoscere l enunciato del secondo principio della dinamica Saper applicare il secondo principio della dinamica nella risoluzione di semplici problemi Conoscere la differenza fra massa e peso, fra kg e N Saper calcolare il peso, nota la massa, e viceversa Conoscere l enunciato del terzo principio della dinamica Saper applicare il terzo principio della dinamica nella risoluzione di semplici problemi Conoscere il significato della legge di gravitazione universale Saper applicare la legge di gravitazione universale nella risoluzione di semplici problemi

3 Prerequisiti U.D.A. 1 - ENERGIA Il lavoro fatto da una forza e da un sistema di forze; il joule Calcolo del lavoro fatto da una forza se l angolo tra forza e spostamento è 0, 90, 180, 30, 60, 45 La potenza; il watt Calcolo della potenza sviluppata da una forza costante Conversioni joule-kilowattora-caloria e watt-cavallo vapore Nozione generale di energia; trasformazione e conservazione Risoluzione di problemi di conversione di valori del lavoro e della potenza da unità del S.I. ad altre unità e viceversa Al termine di questa unità didattica: interpretazione dei fenomeni fisici in termini di trasformazione/conservazione dell energia L energia cinetica di un punto materiale Calcolo dell energia cinetica di un punto materiale Dipendenza dell energia cinetica di un punto materiale dalla velocità e dalla massa: applicazioni al problema dell arresto d un veicolo Calcolo immediato della variazione dell energia cinetica raddoppiando, triplicando ecc. la massa e/o la velocità Il teorema dell energia cinetica Risoluzione di problemi applicando il teorema dell energia cinetica L energia potenziale gravitazionale terrestre in approssimazione di campo uniforme Risoluzione di problemi sul calcolo della differenza d energia potenziale nel caso gravitazionale terrestre in approssimazione di campo uniforme L energia meccanica e la sua conservazione Risoluzione di problemi di dinamica facendo uso della conservazione dell energia meccanica in luogo della legge oraria Conoscenza dei vettori e del calcolo vettoriale elementare Conoscenza della cinematica del moto rettilineo uniforme e del moto uniformemente accelerato Conoscenza dei tre principi della dinamica classica Il lavoro e la sua unità di misura nel S.I. La potenza e la sua unità di misura nel S.I. Unità di misura del lavoro/dell energia e della potenza non appartenenti al S.I. Nozione generale di energia; sua trasformazione e conservazione L energia cinetica di un punto materiale Il teorema dell energia cinetica Differenza d energia potenziale L energia potenziale gravitazionale terrestre in approssimazione di campo uniforme L energia meccanica e la sua conservazione Interpretazione dei fenomeni fisici in termini di trasformazione/conservazione dell energia Cenni su massa ed energia nella teoria della relatività ristretta Possibili attività sperimentali /multimediali Il piano inclinato con attrito trascurabile: studio della trasformazione dell energia da potenziale a cinetica Verifica della conservazione dell energia meccanica di un grave appeso a una molla

4 Prerequisiti U.D.A. 2 - TERMOLOGIA Gli stati d aggregazione della materia, l agitazione termica in essi; la temperatura L equilibrio termico e la misura della temperatura; scale termometriche Celsius e Kelvin; lo zero assoluto La dilatazione termica lineare e volumica; il comportamento dell acqua Interpretazione dei tre stati d aggregazione della materia in termini di moto degli atomi/delle molecole Risoluzione di problemi sulle scale termometriche e sulla conversione tra esse Risoluzione di problemi sulla dilatazione termica lineare e volumica; uso di manuali tecnici per la conoscenza dei valori dei coefficienti di dilatazione Energia in transito: il calore; il joule, la caloria Interpretazione di fenomeni fisici in termini di scambi energetici sotto forma di calore; risoluzione di problemi sulla conversione tra joule e caloria La capacità termica, il calore specifico, la legge fondamentale della termologia La propagazione del calore; conduzione, convezione e irraggiamento Risoluzione di semplici problemi sulla capacità termica, sul calore specifico e sulla legge fondamentale della termologia. Risoluzione di problemi più complessi Risoluzione di semplici problemi di conduzione, di convezione e d irraggiamento del calore Elementi di struttura della materia (atomi, molecole); energia in meccanica e sua conservazione. Stati d aggregazione della materia e agitazione termica Temperatura e scale termometriche Dilatazione termica lineare e volumica Calore Capacità termica, calore specifico, legge fondamentale della termologia Propagazione del calore Possibili attività sperimentali/multimediali Misura del calore specifico di campioni solidi con un calorimetro

5 Prerequisiti U.D.A. 3 - ELETTROSTATICA E CORRENTE CONTINUA Conoscere la natura elettrica della materia e i fenomeni di elettrizzazione dei corpi ELETTROSTATICA Saper riconoscere i vari tipi di elettrizzazione (in laboratorio) Conoscere il concetto di campo Saper applicare la legge di Coulomb e saper confrontare la forza di Coulomb con la forza di Gravitazione Universale Conoscere il concetto di campo elettrico Saper disegnare i campi elettrici prodotti da semplici distribuzioni di cariche Conoscere il concetto di carica puntiforme e di distribuzione continua di cariche Saper calcolare il campo elettrico prodotto da semplici distribuzioni di cariche Conoscere il concetto di differenza di potenziale ed energia potenziale elettrica Saper ricavare la relazione tra campo elettrico e d.d.p. conoscere il concetto di potenziale elettrico saper disegnare superfici equipotenziali Conoscere il concetto di capacità elettrica. saper risolvere semplici esercizi sui condensatori. Conoscere il concetto di corrente elettrica e come funziona un circuito elettrico LA CORRENTE CONTINUA Saper schematizzare e realizzare semplici circuiti elettrici (laboratorio) Conoscere la funzione del generatore e della differenza di potenziale Sapere qual è la relazione tra d.d.p. e intensità di corrente Saper misurare la tensione e la corrente in circuiti (utilizzo del multimetro) Saper applicare la 1^ legge di Ohm Sapere la differenza tra conduttori in serie e in parallelo Conoscere i fattori da cui dipende la resistenza elettrica di un conduttore Conoscere gli effetti prodotti dalla corrente elettrica Saper determinare la resistenza equivalente di un circuito Applicare la 2^ legge di Ohm Saper applicare la legge di Joule Conoscere il concetto di potenza elettrica e di energia elettrica Meccanismi che permettono il passaggio di corrente nei conduttori liquidi e gassosi Conoscere le proprietà dei semiconduttori Saper esprimere le misure in notazione esponenziale Conoscere la forza di gravità Conoscere e saper applicare l algebra vettoriale Conoscere il secondo e terzo principio della dinamica e le leggi del moto Conoscere il concetto di lavoro di una forza Possedere i concetti di campo e potenziale gravitazionale

6 ELETTROSTATICA L elettrizzazione per strofinio, contatto e induzione I conduttori e gli isolanti. Le punte e la gabbia di Faraday La carica elettrica La legge di Coulomb Il modello planetario dell atomo Il vettore campo elettrico Il campo elettrico generato da una o più cariche puntiformi Le linee del campo elettrico L energia potenziale elettrica La differenza di potenziale Il potenziale elettrico e le superfici equipotenziali Il condensatore piano LA CORRENTE CONTINUA L intensità della corrente elettrica I generatori di tensione I circuiti elettrici Le leggi di Ohm, le resistenze in serie e in parallelo La forza elettromotrice La trasformazione dell energia elettrica: legge di Joule Potenza ed energia elettrica Accenno alla corrente nei liquidi e nei gas La corrente nei liquidi e gas I semiconduttori Scheda tecnica sull impianto elettrico domestico Possibili attività sperimentali/multimediali Elettrizzazione per strofinio, per contatto e per induzione Uilizzo dell amperometro e del voltmetro Realizzazioni di semplici circuiti in cc (lampadine in serie e in parallelo) Le due leggi di Ohm

7 U.D.A. 4 - IL CAMPO MAGNETICO IL CAMPO MAGNETICO Concetto di campo magnetico Individuare direzione e verso del campo magnetico Sapere individuare le sorgenti di un campo magnetico Sapere in quale caso il campo magnetico esercita una forza su un conduttore Calcolare l intensità del campo magnetico in alcuni casi particolari Saper calcolare la forza su un conduttore percorso da corrente Conoscere la forza di Lorentz Stabilire la traiettoria di una carica in un campo magnetico Conoscere come avviene la trasformazione da energia elettrica a energia meccanica: il motore elettrico Saper schematizzare il funzionamento di un motore elettrico IL CAMPO MAGNETICO La forza magnetica Le linee del campo magnetico Forze tra magneti e correnti (qualitativo) Forze tra correnti (qualitativo) L intensità del campo magnetico La forza su una corrente e su una carica in moto Il campo magnetico di un filo e in un solenoide Il motore elettrico e l elettromagnete

8 Prerequisiti U.D.A. 5 - ONDE MECCANICHE E ACUSTICA Definizione e classificazione dei fenomeni ondulatori Rappresentazioni e parametri caratteristici delle onde Fenomeni connessi con la propagazione e l'interferenza delle onde Riconoscere i fenomeni ondulatori, distinguendo tra diversi tipi di onde Descrivere l'andamento spaziale e temporale di un'onda Riconoscere i fenomeni connessi con la propagazione delle onde Le onde sonore :generazione e meccanismo di propagazione Applicare in modo corretto le leggi che descrivono l'andamento delle onde Caratteri distintivi di un suono Nel fenomeno dell'eco, calcolare la distanza della superficie che riflette le onde sonore Eco, effetto Doppler e relative applicazioni Conoscenza del concetto di velocità e delle leggi del moto rettilineo uniforme Conoscenza del concetto di periodo e frequenza Onde trasversali e onde longitudinali Ampiezza, lunghezza d'onda, massimi e minimi, periodo e frequenza Riflessione e rifrazione Diffrazione Fenomeni di interferenza Intensità, ampiezza e timbro di un suono Ultrasuoni Eco Effetto Doppler Unità di misura dell'intensità sonora Cenni sul Decibel Attività sperimentali/multimediali Visualizzazione delle caratteristiche di un'onda meccanica

9 Prerequisiti U.D.A. 6 - LA LUCE E L' OTTICA GEOMETRICA Conoscere il significato di sorgente di luce primaria e secondaria; la propagazione rettilinea della luce Conoscere il valore della velocità della luce Saper distinguere una sorgente di luce primaria da una sorgente secondaria Conoscere le due leggi della riflessione Saper disegnare il percorso di un raggio incidente quando viene riflesso da una superficie piana Conoscere la differenza fra immagine reale e immagine virtuale Conoscere le principali caratteristiche di uno specchio curvo ( concavo e convesso) Conoscere il significato dell equazione dei punti coniugati Saper costruire l immagine riflessa da uno specchio piano Saper costruire graficamente l immagine riflessa da uno specchio concavo e convesso Saper risolvere semplici problemi mediante l equazione dei punti coniugati Conoscere le due leggi della rifrazione Saper disegnare il percorso di un raggio di luce che incontra la superficie di separazione di due mezzi trasparenti Conoscere la differenza fra indice di rifrazione assoluto e relativo Conoscere il concetto di angolo limite e di riflessione totale Saper interpretare le principali iluusioni ottiche: oggetti immersi in un liquido, la rifrazione atmosferica, il miraggio Conoscere la differenza tra lenti sferiche convergenti e divergenti Conoscere il significato dell equazione dei punti coniugati e di ingrandimento Conoscere il significato di potere diottrico di una lente Conoscere le caratteristiche dei principali strumenti ottici Saper costruire graficamente l immagine formata da una lente convergente e divergente Saper risolvere semplici problemi mediante l equazione dei punti coniugati ; saper calcolare l ingrandimento Saper calcolare il potere diottrico di una lente Saper disegnare il percorso dei raggi nei principali strumenti ottici Conoscere il significato di retta normale ad una superficie Saper tracciare rette parallele e perpendicolari Conoscere i concetti di base di geometria

10 Approssimazione che sta alla base dell ottica geometrica Sorgente di luce primaria e secondaria. La propagazione rettilinea della luce; velocità di propagazione Oggetti trasparenti ed opachi ; ombra e penombra La riflessione della luce: le due leggi della riflessione La costruzione dell immagine in uno specchio piano, concavo e convesso Immagine reale e virtuale La formula dei punti coniugati e l ingrandimento La rifrazione della luce: le due leggi Indice di rifrazione assoluto e relativo Indice di rifrazione e velocità di propagazione della luce La riflessione totale e l angolo limite La rifrazione attraverso una lastra a facce piane e parallele e attraverso un prisma,prismi a riflessione totale La costruzione dell immagine nelle lenti convergenti e divergenti La formula dei punti coniugati e l ingrandimento Il potere diottrico di una lente I principali strumenti ottici: lente d ingrandimento, microscopio, cannocchiale terrestre e astronomico, L occhio ed i suoi componenti principali Il potere di accomodamento dell occhio; i principali difetti dell occhio: miopia, presbiopia e le relative correzioni Possibili attività sperimentali/multimediali Le due leggi della rifrazione Riflessione totale e angolo limite Lastre a facce piane e parallele, il prisma a riflessione totale Formazione dell immagine nelle lenti convergenti e divergenti I principali difetti della vista