Classe IIB - A.S. 2017-2018: Fisica

Docente

Bertolazzi Stefania

Obiettivi didattici in termini di:

In relazione al piano di studio devono essere conseguiti i seguenti obiettivi in termini di:

Conoscenze (sapere)

EQUILIBRIO IN MECCANICA

Equilibrio dei solidi: • Scomposizione della forza peso sul piano inclinato. • Condizioni di equilibrio del punto materiale. • Concetto di momento di una forza. • Condizione di equilibrio rispetto alla rotazione. • Classificazione delle leve.

Equilibrio dei fluidi: • Conoscere gli stati della materia • Conoscere la definizione di pressione e pressione idrostatica • Principio di Pascal • Legge di Stevino • Principio di Archimede

MOTI DEL PUNTO MATERIALE

• Sistemi di riferimento e traiettoria • Significato e unità di misura della velocità • Legge oraria del moto rettilineo uniforme • Significato e unità di misura dell’accelerazione

DINAMICA

• Enunciato delle leggi della dinamica • Cenni di moto circolare (accelerazione centripeta) • Conoscere la legge di gravitazione universale e il legame con la forza peso

LAVORO ED ENERGIA MECCANICA

• Significato di lavoro, potenza, energia. • Conoscere le forme di energia cinetica e potenziale e le loro trasformazioni • Conoscere le leggi di conservazione dell’energia meccanica in campo conservativo.

TEMPERATURA E CALORE

• Definizione operativa di temperatura e scale termometriche • Significato di equilibrio termico e dilatazione termica. • Calore come energia in transito; legge fondamentale della calorimetria e calore specifico. • Modalità di trasmissione del calore (conduzione, convezione e irraggiamento).

Abilità (saper fare)

EQUILIBRIO IN MECCANICA

Equilibrio dei solidi • Analizzare situazioni di equilibrio statico del punto materiale sul piano inclinato • Risolvere semplici problemi sull’equilibrio del punto materiale • Riconoscere quando l’applicazione di forze produce momenti e l’effetto da essi prodotto • Individuare le condizioni da creare per ottenere l’equilibrio di un corpo rigido • Risolvere semplici problemi sull’equilibrio del corpo rigido • Riconoscere i tipi di leva e il relativo vantaggio Equilibrio dei fluidi • Saper applicare la formula fisica della pressione • Saper calcolare la pressione di un fluido • Applicare le leggi di Pascal e Stevino alla risoluzione di semplici problemi • Applicare il Principio di Archimede alla soluzione di semplici problemi • Valutare le condizioni di galleggiamento di un corpo

MOTI DEL PUNTO MATERIALE

• Trasformazione della velocità da m/s a km/h e viceversa • Riconoscere i tipi di moto dai grafici posizione-tempo e velocità-tempo. • Risolvere problemi che coinvolgono applicazione diretta ed inversa delle formule presentate.

DINAMICA

• Saper utilizzare la relazione tra forza, massa e accelerazione del secondo principio della dinamica • Saper spiegare semplici fenomeni alla luce dei principi della dinamica • Saper riconoscere le caratteristiche della forza di gravità attraverso la formula della legge di gravitazione universale

LAVORO ED ENERGIA MECCANICA

• Calcolare il lavoro compiuto da una forza e la potenza sviluppata • Calcolare l’energia cinetica e l’energia potenziale gravitazionale • Applicare le leggi di conservazione dell’energia a semplici problemi connessi al moto

TEMPERATURA E CALORE

• Conoscere le scala Celsius e Kelvin e saper trasformare un valore di temperatura da una scala all’altra. • Conoscere la legge della dilatazione termica e alcune applicazioni pratiche relative. • Saper applicare la legge fondamentale della termologia e riconoscerne le implicazioni. • Descrivere le modalità di trasmissione dell’energia termica.

Competenze (saper essere/essere in grado di)

EQUILIBRIO IN MECCANICA

Equilibrio dei solidi • Modellizzare un oggetto fisico come punto materiale o come corpo rigido esteso a seconda della situazione in cui esso viene studiato • Collegare l’applicazione del piano inclinato e delle leve alla possibilità di trasformare la forza in termini di maggiore efficacia per lo scopo da raggiungere

Equilibrio dei fluidi • Analizzare gli effetti della presenza dei fluidi e le loro caratteristiche nella vita quotidiana

MOTI DEL PUNTO MATERIALE

• Descrivere il moto attraverso le sue grandezze cinematiche • Saper valutare in termini di velocità il cambiamento di posizione dei corpi; saper fare previsioni sulla posizione di un corpo sfruttando il concetto di velocità media • Individuare il cambiamento di velocità in base all’intervento dell’accelerazione

DINAMICA

• Descrivere una forza e il suo effetto sul moto di un corpo • Considerare la massa in termini inerziali e non solo come quantità di materia • Descrivere il moto di un corpo facendo riferimento alle cause che lo generano

LAVORO ED ENERGIA MECCANICA

• Associare il concetto di lavoro all’azione di una forza valutata in relazione allo spostamento • Saper rilevare le differenti forme di energia in funzione del lavoro che può essere prodotto grazie allo sfruttamento della loro trasformazione • Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale ed artificiale • Analizzare qualitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia (a partire dall’esperienza)

CALORE E TEMPERATURA

• Descrivere fenomeni legati alla dilatazione termica • Descrivere i fenomeni collegati allo scambio di calore • Descrivere la propagazione del calore in differenti mezzi • Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale ed artificiale • Analizzare qualitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia (a partire dall’esperienza)

Obiettivi minimi

(definiti in dipartimento) 

EQUILIBRIO IN MECCANICA

Equilibrio dei solidi • Riconoscere il vantaggio del piano inclinato per equilibrare la forza peso di un oggetto e rappresentare la situazione con uno schema vettoriale. • Saper determinare la forza equilibrante nel piano inclinato • Riconoscere quando l’applicazione di forze produce momenti e l’effetto da essi prodotto • Individuare le condizioni da creare per ottenere l’equilibrio di un corpo rigido. • Riconoscere i vari tipi di leva e il relativo vantaggio

Equilibrio dei fluidi • Saper applicare la formula fisica della pressione • Saper calcolare la pressione di un fluido • Applicare le leggi di Pascal e Stevino (formula diretta) alla risoluzione di semplici problemi • Applicare il Principio di Archimede alla soluzione di semplici problemi (formula diretta) • Valutare le condizioni di galleggiamento di un corpo

MOTI DEL PUNTO MATERIALE

• Trasformazione della velocità da m/s a km/h e viceversa • Risolvere problemi che coinvolgono applicazione diretta delle formule presentate.

DINAMICA

• Saper utilizzare la relazione tra forza, massa e accelerazione del secondo principio della dinamica • Saper spiegare semplici fenomeni alla luce dei principi della dinamica • Saper riconoscere le caratteristiche della forza di gravità attraverso la formula della legge di gravitazione universale

LAVORO ED ENERGIA MECCANICA

• Calcolare il lavoro compiuto da una forza e la potenza sviluppata • Calcolare l’energia cinetica e l’energia potenziale gravitazionale • Applicare le leggi di conservazione dell’energia a semplici problemi connessi al moto (formule dirette) CALORE E TEMPERATURA

• Conoscere i principi di costruzione di un termometro e le scale termometriche presentate. • Descrivere significato e ruolo delle variabili coinvolte nelle formule ed applicare direttamente le formule presentate per la dilatazione termica e la legge fondamentale della calorimetria. • Riconoscere le modalità di trasmissione dell’energia termica in semplici situazioni reali.

Contenuti

MODULO 3: EQUILIBRIO

equilibrio dei solidi: equilibrio del punto materiale, momento e leve;

equilibrio dei fluidi :leggi di Pascal, Stevino e Archimede

MODULO 4: MOTI DEL PUNTO MATERIALE: moto rettilineo uniforme, moto rettilineo uniformemente accelerato

MODULO 5: DINAMICA: leggi della dinamica, legge di gravitazione universale, moto circolare

MODULO 6: LAVORO ED ENERGIA MECCANICA: lavoro, potenza, energia, conservazione dell’energia

MODULO 7: TEMPERATURA E CALORE: scale di temperatura, legge fondamentale della calorimetria, trasmissione dell’energia termica

Contenuti minimi

(definiti in dipartimento) 

EQUILIBRIO IN MECCANICA

Equilibrio dei solidi: • Punto materiale; regola dell’equilibrio per il punto materiale • Scomposizione della forza peso sul piano inclinato e rappresentazione grafica della forza equilibrante • Formula della forza equilibrante sul piano inclinato • Formula del momento di una forza • Regola dell’equilibrio di un corpo rigido. • Leve di 1°,2° e 3° genere

Equilibrio dei fluidi: • Formula della pressione • Principio di Pascal • Legge di Stevino • Pressione atmosferica • Principio di Archimede

MOTI DEL PUNTO MATERIALE

- Formula della velocità - Formula dell’accelerazione - Formule del moto rettilineo uniforme - Formule del moto rettilineo uniformemente accelerato

DINAMICA

• Le tre leggi della dinamica • legge di gravitazione universale

LAVORO ED ENERGIA MECCANICA

• Formula del lavoro • Lavoro come forma di energia • Energia potenziale gravitazionale • Energia cinetica • Regola della conservazione dell’energia meccanica in campo conservativo

TEMPERATURA E CALORE

• Definizione di temperatura • Funzionamento del termometro • Formula della dilatazione termica • Comportamento anomalo dell’acqua • Legge fondamentale della calorimetria • Calore e sua trasmissione: conduzione, convezione e irraggiamento

Metodi

Le lezioni teoriche saranno di tipo frontale: l’esposizione dei contenuti sarà seguita da esercizi applicativi guidati che richiederanno la partecipazione degli studenti. Ulteriori esempi di applicazioni pratiche o di fenomeni spiegabili attraverso le leggi fisiche studiate verranno presentati con l’ausilio di materiale multimediale e l’uso della LIM; la visione di alcuni filmati potrà integrare ed approfondire alcuni dei temi trattati. Nello svolgimento guidato di esercizi e nella correzione in classe delle esercitazioni assegnate a casa, verrà data particolare importanza al "problem solving", con scomposizione del problema in sottoproblemi identificazione delle grandezze fisiche di ingresso e uscita per ciascun sottoproblema, identificazione della teoria che porta alla soluzione e sua applicazione con verifica dimensionale del risultato. La trattazione di argomenti di matematica verrà affrontata partendo da problemi fisici e vista come aiuto all’interpretazione o alla soluzione di questi ultimi. A seconda degli argomenti trattati, potranno essere svolte alcune semplici esperienze da cattedra o sarà proposta la visione di filmati di laboratorio virtuale. Una prima attività di recupero verrà essenzialmente svolta in itinere, con il continuo ripasso ed approfondimento tra una lezione e la successiva e durante la correzione di tutti i compiti assegnati per casa.

Verifiche

Le verifiche saranno costituite da interrogazioni orali e verifiche scritte semistrutturate. Le interrogazioni orali verranno effettuate anche come eventuale recupero di una valutazione negativa conseguita nella prova scritta. Nelle interrogazioni, a partire dalla correzione dei compiti per casa, ulteriori domande teoriche o esercizi saranno volti a verificare la conoscenza degli argomenti e la capacità di applicare i concetti appresi a semplici situazioni, possibilmente inerenti la realtà quotidiana. Nelle verifiche semistrutturate saranno proposti quesiti volti a verificare conoscenze teoriche e capacità d’applicazione di queste ultime. Il criterio di valutazione delle prove di verifica sarà quello di assegnare un punteggio relativo ad ogni quesito proposto; per le prove semi-strutturate sarà fissato un punteggio massimo raggiungibile per ogni risposta: per il raggiungimento di tale punteggio, o frazione di esso, sarà valutata l’esposizione di concetti chiave o l’applicazione più o meno corretta delle regole necessarie allo svolgimento degli esercizi. Ove possibile sarà svolta anche qualche prova pratica la cui relazione elaborata in classe ed eventualmente terminata a casa sarà valutata.

Libri di testo

“EXPERIMENTA compact – corso di fisica per il primo biennio”, Sergio Fabbri – Mara Masini, casa Editrice SEI.