ITIS
e Liceo S. T. “E. Molinari “ – Milano- a.s. 2010-11
Triennio
liceo scientifico tecnologico
PERCORSO
FORMATIVO DI FISICA E LABORATORIO
CLASSE TERZA
§
Comprensione delle leggi fisiche
fondamentali trattate e, in alcuni casi emblematici, sensibilizzazione alle problematiche
storiche ed epistemologiche connesse.
§
Capacità di risolvere problemi di media
difficoltà emergenti sia dagli argomenti teorici affrontati che dall’attività
di laboratorio.
§
Capacità di svolgere con discreta
autonomia l’attività di laboratorio, sapendo valutare gli errori di misura e
comprendendo la connessione fra gli esiti sperimentali e le previsioni
teoriche.
§
Capacità di stendere relazioni scritte
sull’attività di laboratorio, comprensibili, complete e adatte a divenire
oggetto di studio per l’allievo.
§
Acquisire un’esposizione orale e
scritta chiara, coerente, priva di divagazioni e di termini non appropriati.
Tutti gli argomenti
trattati vengono inizialmente affrontati dal punto di vista teorico e
successivamente approfonditi sia attraverso la risoluzione di problemi, sia
mediante l’attività di laboratorio.
· Libro di testo:
M.E.Bergamaschini, P. Marazzini e L. Mazzoni; "L’indagine del mondo
fisico" Vol. A e B (Carlo Signorelli Editore, Milano)
· Software:
foglio elettronico; CD-Rom interattivi per simulazioni; sistema di acquisizione
dati on-line.
· Laboratorio
Ore previste: 4 ore settimanali (2 ore di laboratorio)
132 ore annuali (33 settimane)
Ripartizione: 85h Attività ordinarie
d'insegnamento/apprendimento
20h
Valutazione
15h Attività di recupero/approfondimento (in itinere)
Al termine di ogni
modulo sarà effettuata una verifica scritta sui contenuti dello stesso,
valutando:
a) la conoscenza dei
fenomeni;
b) la comprensione
dei concetti;
c) la chiarezza
espositiva e la correttezza del linguaggio scientifico;
d) la capacità di
applicare le conoscenze alla risoluzione di problemi.
Oltre alle prove
scritte verranno effettuate interrogazioni orali e relazioni scritte
sull'attività di laboratorio.
Nella valutazione complessiva
dell'allievo verranno inoltre considerati: la partecipazione all'attività
didattica, l'impegno nello studio, la puntualità nelle scadenze, i progressi
effettuati nell'apprendimento della materia nel corso dell'anno.
Il livello di sufficienza verrà
raggiunto dallo studente che mostrerà di conoscere i fenomeni fondamentali
trattati, di saperli esprimere in modo comprensibile e di saper applicare le
proprie conoscenze alle situazioni più semplici (soluzioni di problemi e
attività di laboratorio).
3° anno
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TEMPI |
CONTENUTI |
PROPOSTE DI LABORATORIO |
OBIETTIVI SPECIFICI |
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Modulo 1 Cinematica rettilinea |
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14 ore |
§
Posizione
all’istante t e spostamento in un dato intervallo di tempo §
Velocità
media e moto rettilineo uniforme §
Rappresentazioni
grafiche e problemi d’incontro §
Concetto di
velocità istantanea e sua interpretazione grafica §
Accelerazione
media e moto rettilineo uniformemente accelerato §
Calcolo
dello spostamento tramite il grafico v(t) §
Moto di
caduta libera §
Analisi
moto vario costituito da sequenze di moti elementari §
Analisi
qualitativa di un moto vario generale |
§
Studio di
un moto accelerato mediante sistema on-line §
Piano
inclinato di Galileo |
Richiamare e approfondire i concetti elementari
del moto introdotti nel biennio Risolvere problemi di cinematica
rettilinea non banali attraverso metodi analitici e grafici Acquisire dimestichezza con il
sistema di acquisizione dati on-line |
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Modulo 2 Relatività del moto e
composizione dei movimenti |
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|
12 ore |
§
Algebra dei
vettori: uguaglianza, somma, differenza, prodotto di uno scalare per un vettore,
scomposizione §
Operazioni
con i vettori attraverso il metodo delle componenti §
Carattere
vettoriale delle grandezze cinematiche: definizioni e proprietà fondamentali §
Il moto
parabolico e il principio di composizione dei moti §
Sistemi di
riferimento inerziali e trasformazioni di Galileo |
§
Moto
parabolico: determinazione sperimentale della traiettoria §
Sistemi di
riferimento (filmato P.S.S.C) |
Richiamare le operazioni fondamentali
con i vettori e acquisire il metodo delle componenti Esaminare le grandezze cinematiche
nel contesto del moto piano Conoscere e saper applicare il
principio di composizione dei moti Acquisire il concetto di relatività
del moto rispetto ad un sistema di riferimento Saper convertire osservazioni fra
S.R. in moto relativo (uniforme) |
|
·
Modulo 3 Dinamica del moto |
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18 ore |
§
Richiami
sul concetto di forza: effetto statico e dinamico §
Primo
principio della dinamica §
Massa
inerziale e II principio della dinamica §
Forze
d’attrito: attrito radente statico e dinamico, attrito nei fluidi (legge di
Stokes) §
Problema
generale della dinamica §
Analisi
dinamica di moti particolari: moto di caduta libera, piano inclinato, moti in
presenza di attrito |
·
Studio
on-line del moto su un piano inclinato ·
Attrito radente
statico e dinamico |
Richiamare e approfondire il I e II
principio della dinamica alla luce del principio di relatività Acquisire il concetto di sistema di
riferimento inerziale Conoscere le caratteristiche
fondamentali delle forze d’attrito Saper analizzare dal punto di vista
dinamico il moto di corpi sottoposti a
forze costanti |
|
Modulo 4 Quantità di moto e sua
conservazione |
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12 ore |
§
Terzo
principio della dinamica §
Quantità di
moto e teorema dell’impulso §
Sistema
isolato e conservazione della quantità di moto §
Urti
anelastici e moto a reazione |
·
Conservazione
della quantità di moto negli urti ·
Urti
elastici ed anelastici on-line |
Saper riconoscere le coppie azione –
reazione Acquisire i concetti di sistema
isolato e di principio di conservazione Saper risolvere problemi dinamici
relativi a forze impulsive e a sistemi isolati |
Modulo 5 Lavoro, energia, potenza |
|
|||
|
12 ore |
§
Lavoro di
una forza costante (prodotto scalare) §
Teorema
dell’energia cinetica §
Lavoro
della forza peso ed energia potenziale §
Forze conservative
e non conservative §
Energia
meccanica e sua conservazione §
Potenza
media e istantanea |
·
Verifica
del principio di conservazione dell’energia meccanica (pendolo tagliato) |
Acquisire i concetti di lavoro,
energia e potenza e comprenderne l’utilità nello studio della dinamica Acquisire il concetto di forza
conservativa e di energia potenziale Saper applicare il metodo energetico
all’analisi di semplici sistemi dinamici |
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Modulo 6 Moti circolari |
|||
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12 ore |
§
Il moto
circolare uniforme: parametri scalari (T, f, w) §
Velocità
tangenziale e accelerazione centripeta §
Dinamica
del moto circolare uniforme §
Rototraslazione
di una ruota §
Applicazioni
particolari: il pendolo conico e la velocità limite di sbandamento di una
vettura in curva §
La forza
centrifuga §
Cenni ai
sistemi di riferimento non inerziali §
Cinematica
del moto circolare uniformemente accelerato (accelerazione tangenziale e
angolare) §
Dinamica
del moto circolare uniformemente accelerato |
·
Studio
on-line del M.C.U.: verifica della formula della forza centripeta |
Conoscere le proprietà cinematiche
dei moti rotatori uniformi e uniformemente accelerati Conoscere le condizioni dinamiche che
producono moti rotatori uniformi e uniformemente accelerati Saper descrivere un moto rotatorio
uniforme in un sistema di riferimento fisso e rotante Acquisire il concetto di forza
apparente |
Modulo 7 Equilibrio e rotazioni del corpo rigido |
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|
12 ore |
§
Definizione
di corpo rigido §
Moti
elementari del corpo rigido: traslazioni e rotazioni §
Risultante
di forze applicate ad un corpo rigido: convergenti, parallele e concordi,
parallele e discordi §
Il
baricentro di un corpo rigido §
La coppia
di forze e il suo momento §
Momento di
una forza rispetto ad un polo §
Condizioni
generali di equilibrio per il corpo rigido: risultante delle forze nulla
(equilibrio per le traslazioni) + momento totale nullo (equilibrio per le
rotazioni) §
Momento
d’inerzia ed energia cinetica rotazionale |
·
Equilibrio
di un’asta omogenea vincolata in un punto |
Acquisire il modello di corpo rigido
e il significato del baricentro Conoscere le definizioni di momento
di una forza e le condizioni di equilibrio per il corpo rigido sapendo risolvere
semplici problemi di equilibrio relativi a corpi con asse fisso Comprendere l’analogia fra le
equazioni della dinamica traslazionale e rotazionale Acquisire il concetto di momento
d’inerzia come analogo rotazionale della massa Conoscere l’espressione dell’energia
cinetica di un solido in rotazione e saperla applicare nell’ambito di
problemi sul rotolamento di solidi |
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Modulo 8 Gravitazione |
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15 ore |
§
Cenni ai
modelli geocentrici ed eliocentrici: Tolomeo, Copernico, Tycho Brahe §
Leggi di
Keplero §
Newton e la
legge di gravitazione universale §
Massa
inerziale e massa gravitazionale §
Misura di
Cavendish della costante G §
Accelerazione
gravitazionale di un pianeta §
Misura
della massa della Terra e del Sole §
Moto dei
satelliti |
|
Conoscere le leggi cinematiche che
governano il moto dei pianeti Conoscere la legge di forza che
determina i moti planetari Saper distinguere le situazioni in
cui è coinvolta la massa inerziale e quella gravitazionale Saper risolvere semplici problemi
relativi alla dinamica del sistema solare |
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Richiami di Termologia |
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8 ore |
§
Il concetto
di temperatura e le scale termometriche §
Dilatazione
termica, di solidi e liquidi §
Il concetto
di calore e la relazione fondamentale della calorimetria §
Il problema
dell’equilibrio termico §
Cambiamenti
di stato e calore latente §
Le
trasformazioni dei gas e l’equazione di stato §
Il calcolo
del lavoro nelle trasformazioni termodinamiche |
·
Verifica
della legge di Boyle mediante sistema on-line |
Richiamare le leggi fondamentali
della termologia, già incontrate nel laboratorio di chimica e fisica del biennio
|