LICEO SCIENTIFICO STATALE G. Galilei a. s. 2016/17 PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA

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1 LICEO SCIENTIFICO STATALE G. Galilei a. s. 2016/17 PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA Classe: II S Docente: Valeria Viti I VETTORI E LE FORZE Ripasso: Operazioni con i vettori. I vettori in coordinate cartesiane. 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 DEI SOLIDI L equilibrio di un punto materiale. Vincoli e reazioni vincolari. Equilibrio di un punto materiale su un piano orizzontale e su un piano inclinato. L EQUILIBRIO DEI FLUIDI La pressione. La pressione atmosferica. La pressione nei fluidi. Equilibrio statico nei fluidi. La legge di Stevino. La misura della pressione atmosferica. I vasi comunicanti. Il Principio di Pascal. Il principio di Archimede e il galleggiamento. Applicazioni del principio di Archimede. LA TEMPERATURA E IL CALORE La misura della temperatura. Le scale termometriche. La dilatazione termica. Dilatazione lineare. Dilatazione volumetrica dei solidi. Dilatazione volumetrica dei liquidi. Il calore. Il calore specifico di una sostanza. La capacità termica di un corpo. La legge fondamentale della calorimetria. La propagazione del calore. L equilibrio termico. I cambiamenti di stato. Il calore latente. CINEMATICA UNIDIMENSIONALE Descrizione del moto. Il sistema di riferimento. Distanza percorsa e spostamento. La rappresentazione grafica del moto. Il diagramma orario. La velocità: velocità scalare media e velocità media. La velocità istantanea. Il moto rettilineo uniforme. Legge oraria del moto rettilineo uniforme. Grafico spazio-tempo Il moto vario. L accelerazione media e istantanea. Segno della velocità e dell accelerazione. Grafico velocità-tempo. Il moto rettilineo uniformemente accelerato. Legge della velocità e legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato. Relazione tra velocità e spostamento. Oggetti in caduta libera. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Allungamento di una molla (costruzione del grafico sperimentale per la determinazione della costante elastica) - Esperienze di idrostatica (mulinello idraulico, manometro a membrana, manometro a forma di U con scala graduata, manometro con lancetta per paradosso idrostatico) - Esperienze riguardanti la pressione atmosferica (pompa a vuoto, crepavesciche, emisferi di Magdeburgo) - Verifica qualitativa del principio dei vasi comunicanti e del principio di Pascal - La spinta di Archimede (bilancia idrostatica)

2 - Osservazioni qualitative sulla dilatazione termica di solidi, liquidi e gas (dilatoscopio lineare, dilatoscopio cubico, etc.) - La propagazione del calore. Esperienze qualitative su conduzione e convezione (strumento per la conduzione con termometri, cassetta di Ingenhousz, strumento per i moti convettivi nei liquidi) - Il rigelo e la soprafusione - Ebollizione dell acqua e pressione (ebollizione dell'acqua a temperatura ambiente) - Una camminata nel corridoio. Costruzione del grafico sperimentale spazio-tempo - Il marcatempo - Funzionamento dell air table. Il moto rettilineo uniforme. Costruzione dei grafici sperimentali spazio-tempo e velocità-tempo RECUPERO Corso di recupero organizzato dalla scuola. Studio individuale

3 LICEO SCIENTIFICO STATALE G. Galilei a. s. 2016/17 PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA Classe: III C Docente: Valeria Viti MECCANICA DELLE PARTICELLE Il moto nel piano - I moti rettilinei (richiami) - I moti non rettilinei. Accelerazione tangenziale e accelerazione centripeta - La composizione dei moti - Il moto circolare uniforme - Il moto parabolico - Il moto armonico - Il moto armonico di una molla. Il pendolo La dinamica newtoniana - I principi della dinamica (richiami) - Schemi del corpo libero - Forza premente su una superficie e reazione vincolare - Applicazioni dei principi della dinamica: forze di attrito; corde e tensione; piano inclinato; oggetti collegati La relatività del moto - La relatività galileiana - I sistemi di riferimento non inerziali Le leggi di conservazione - Il lavoro di una forza costante e di una forza variabile - Energia cinetica e teorema delle forze vive - Le forze conservative e dissipative - Energia potenziale gravitazionale. Energia potenziale elastica - La legge di conservazione dell energia meccanica - La legge di conservazione dell energia totale - La quantità di moto - Quantità di moto e seconda legge di Newton - La legge di conservazione della quantità di moto - L impulso - Gli urti - Il centro di massa MECCANICA DEI CORPI ESTESI La dinamica dei corpi rigidi - Equilibrio statico di un punto materiale (ripasso); equilibrio statico di un corpo rigido - Baricentro di un corpo rigido; equilibrio per un corpo appeso - Moto rototraslatorio dei corpi rigidi - Cinematica rotazionale - Relazioni tra grandezze lineari e rotazionali - Il moto di puro rotolamento - Energia cinetica di rotazione e momento d inerzia - Conservazione dell energia meccanica nel moto di puro rotolamento - La legge fondamentale della dinamica rotazionale - Il momento angolare. La conservazione del momento angolare La dinamica dei fluidi - Fluido e flusso ideali - Equazione di continuità - La conservazione della densità di energia: dimostrazione dell equazione di Bernoulli. L'equazione di Bernoulli come legge di Stevino estesa ai fluidi in movimento - Applicazioni dell equazione di Bernoulli: pressione e velocità; portanza di un ala; legge di Torricelli

4 GRAVITAZIONE UNIVERSALE - I modelli del cosmo; dai modelli geocentrici al sistema copernicano - Le leggi di Keplero - La legge della gravitazione universale di Newton - Attrazione gravitazionale tra corpi sferici. Esperimento di Cavendish - Legge della gravitazione universale di Newton e leggi di Keplero: dimostrazione della seconda e della terza legge. I satelliti geostazionari - Il campo gravitazionale - Energia potenziale gravitazionale - Conservazione dell energia nei fenomeni gravitazionali. Il moto dei satelliti ESPERIENZE DI LABORATORIO - Moto circolare uniforme (air table). - Il moto parabolico. Costruzione del grafico sperimentale x-y per la determinazione della traiettoria. - Urto unidimensionale: conservazione della quantità di moto (esperienza quantitativa) RECUPERO Corso di recupero organizzato dalla scuola. Studio individuale

5 LICEO SCIENTIFICO STATALE G. Galilei a. s. 2016/17 PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA Classe: IV E Docente: Valeria Viti TERMODINAMICA - Ripasso: temperatura e calore. I gas e la teoria cinetica - Gas ideali - Le leggi dei gas ideali e l equazione di stato dei gas ideali - Teoria cinetica dei gas: l origine della pressione (dimostrazione) - Energia e temperatura Le leggi della termodinamica - Il calore e il principio zero della termodinamica - Il primo principio della termodinamica - Trasformazioni termodinamiche - Calori specifici di un gas ideale: a pressione costante, a volume costante - Il secondo principio della termodinamica - Macchine termiche. Il rendimento delle macchine termiche - Il ciclo di Carnot - Frigoriferi, condizionatori d'aria e pompe di calore (coefficiente di prestazione) - Entropia (cenno) ONDE Onde e suono - Fenomeni periodici (richiami) - Caratteristiche generali delle onde - Descrizione matematica di un onda - Onde in una corda - La natura del suono - L intensità del suono - L effetto Doppler (dimostrazioni) - Il principio di sovrapposizione - Interferenza di onde sonore - Battimenti - Onde stazionarie Ottica fisica - La natura ondulatoria della luce - Il modello dell ottica geometrica: richiami; approfondimento: dimostrazione della legge di Snell - Il principio di sovrapposizione e l interferenza della luce - L esperimento di Young - Interferenza su lamine sottili. Cunei d aria. Gli anelli di Newton - La diffrazione della luce. Il principio di Huygens - Risoluzione delle immagini. Criterio di Rayleigh ELETTROSTATICA Cariche elettriche, forze e campi - La carica elettrica - Conduttori e isolanti - Elettrizzazione per contatto e per induzione. Polarizzazione - La legge di Coulomb. Il principio di sovrapposizione delle forze - La distribuzione delle cariche su una sfera - Il campo elettrico - Le linee del campo elettrico - Il campo elettrico all interno di un conduttore - Il flusso del campo elettrico e la legge di Gauss

6 - Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di cariche (legge di Gauss applicata per determinare il campo elettrico in casi di simmetria sferica o cilindrica: carica puntiforme; guscio sferico conduttore neutro con particella carica al suo interno; guscio sferico conduttore uniformemente carico; distribuzione piana uniformemente carica; condensatore piano; sfera non conduttrice uniformemente carica; filo infinito uniformemente carico) - Moto di particelle cariche in un campo elettrico. Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico - Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico - Potenziale dovuto a una carica puntiforme. - Energia potenziale di un sistema di cariche puntiformi - La conservazione dell energia - Superfici equipotenziali e campo elettrico. Relazione tra campo elettrico uniforme e potenziale ESPERIENZE DI LABORATORIO - Le onde prodotte in una molla - Apparecchio per onde di corda: deduzione della relazione tra lunghezza d onda e tensione della corda - L'ondoscopio: produzione di onde piane e di onde circolari; riflessione di un'onda piana e di un'onda circolare. - Onde sonore. Suoni puri, suoni e rumori: utilizzo dell'oscilloscopio per visualizzare la funzione dell'onda sonora. - Esperienze di acustica: la sirena di Seebeck; la sirena di Savart; la sirena di Cagnard de la Tour; il fischietto di Galton - Il principio di sovrapposizione e l'interferenza di onde: utilizzo delle molle e del tubo di Quincke - Il diapason e il fenomeno dei battimenti - Il modello dell ottica geometrica; riflessione e rifrazione della luce. Specchi sferici e lenti sottili; localizzazione del fuoco mediante l'utilizzo del disco di Hartl. La riflessione totale. Il prisma di Newton e la dispersione della luce. - L'ondoscopio: osservazione dei fenomeni di rifrazione, di interferenza e diffrazione di onde prodotte con la vaschetta ondoscopica; l effetto Doppler. - Esperienze qualitative con il banco ottico: interferenza secondo Young; diffrazione attraverso una fenditura e attraverso un foro. - Le cariche elettriche. Elettrizzazione per strofinio. La polarizzazione. L elettroscopio a foglie. Isolanti e conduttori. Il pendolino elettrostatico. L induzione elettrostatica - Le linee di forza del campo elettrico (esperienza con olio e semi) - Il generatore di Van de Graaf. La distribuzione della carica in eccesso su una superficie conduttrice. Il potere delle punte e il vento elettrico. L arganetto elettrico - La schermatura elettrostatica. La gabbia di Faraday

7 LICEO SCIENTIFICO STATALE G. Galilei a. s. 2016/17 PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA Classe: IV S Docente: Valeria Viti GRAVITAZIONE UNIVERSALE - I modelli del cosmo; dai modelli geocentrici al sistema copernicano - Le leggi di Keplero - La legge della gravitazione universale di Newton - Attrazione gravitazionale tra corpi sferici. Esperimento di Cavendish - I satelliti geostazionari - Il campo gravitazionale - Energia potenziale gravitazionale - Conservazione dell energia nei fenomeni gravitazionali. TERMODINAMICA - Ripasso: temperatura e calore. I gas e la teoria cinetica - Gas ideali - Le leggi dei gas ideali e l equazione di stato dei gas ideali - Teoria cinetica dei gas: l origine della pressione - Energia e temperatura Le leggi della termodinamica - Il calore e il principio zero della termodinamica - Il primo principio della termodinamica - Trasformazioni termodinamiche - Calori specifici di un gas ideale: a pressione costante, a volume costante ONDE Fenomeni periodici - La relazione tra moto circolare uniforme e moto armonico semplice. - L'oscillatore armonico. - Il pendolo. Onde e suono - Caratteristiche generali delle onde - Descrizione matematica di un onda - Onde in una corda - La natura del suono - L intensità del suono - L effetto Doppler (dimostrazioni) - Il principio di sovrapposizione - Interferenza di onde sonore - Battimenti - Onde stazionarie Ottica fisica - La natura ondulatoria della luce - Il modello dell ottica geometrica: richiami; approfondimento: dimostrazione della legge di Snell - Il principio di sovrapposizione e l interferenza della luce - L esperimento di Young - La diffrazione della luce. Il principio di Huygens - Risoluzione delle immagini. Criterio di Rayleigh ELETTROSTATICA Cariche elettriche, forze e campi - La carica elettrica - Conduttori e isolanti - Elettrizzazione per contatto e per induzione. Polarizzazione

8 - La legge di Coulomb. Il principio di sovrapposizione delle forze - La distribuzione delle cariche su una sfera - Il campo elettrico - Le linee del campo elettrico - Il campo elettrico all interno di un conduttore - Il flusso del campo elettrico e la legge di Gauss - Campi elettrici generati da distribuzioni simmetriche di cariche (legge di Gauss applicata per determinare il campo elettrico in casi di simmetria sferica o cilindrica: carica puntiforme; guscio sferico conduttore neutro con particella carica al suo interno; guscio sferico conduttore uniformemente carico; sfera non conduttrice uniformemente carica; condensatore piano) - Moto di particelle cariche in un campo elettrico. ESPERIENZE DI LABORATORIO - Le onde prodotte in una molla - Apparecchio per onde di corda: deduzione della relazione tra lunghezza d onda e tensione della corda - L'ondoscopio: produzione di onde piane e di onde circolari; riflessione di un'onda piana e di un'onda circolare. - Onde sonore. Suoni puri, suoni e rumori: utilizzo dell'oscilloscopio per visualizzare la funzione dell'onda sonora. - Esperienze di acustica: la sirena di Seebeck; la sirena di Savart; la sirena di Cagnard de la Tour; il fischietto di Galton - Il principio di sovrapposizione e l'interferenza di onde: il tubo di Quincke - Il diapason e il fenomeno dei battimenti - Il modello dell ottica geometrica; riflessione e rifrazione della luce. Specchi sferici e lenti sottili; localizzazione del fuoco mediante l'utilizzo del disco di Hartl. La riflessione totale. Il prisma di Newton e la dispersione della luce. - L'ondoscopio: osservazione dei fenomeni di rifrazione, di interferenza e diffrazione di onde prodotte con la vaschetta ondoscopica; l effetto Doppler. - Esperienze qualitative con il banco ottico: interferenza secondo Young; diffrazione attraverso una fenditura e attraverso un foro. - Le cariche elettriche. Elettrizzazione per strofinio. La polarizzazione. L elettroscopio a foglie. Isolanti e conduttori. Il pendolino elettrostatico. L induzione elettrostatica - Le linee di forza del campo elettrico (esperienza con olio e semi) - Il generatore di Van de Graaf. La distribuzione della carica in eccesso su una superficie conduttrice. Il potere delle punte e il vento elettrico. L arganetto elettrico - La schermatura elettrostatica. La gabbia di Faraday RECUPERO Corso di recupero organizzato dalla scuola. Studio individuale