Programmazione modulare

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1 Programmazione modulare Indirizzo: BIENNIO Disciplina: FISICA Classe: I a D - I a E - I a F Ore settimanali previste: 3 (2 ore di teoria 1 ora di Laboratorio) Titolo Modulo Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità operative N. ore Periodo mensile 1. Grandezze fisiche e loro Definizione di grandezza fisica e di misura. Misure dirette e indirette. Il Sistema Internazionale. Grandezze fondamentali e grandezze derivate. Notazione scientifica e ordine di grandezza. I prefissi del Sistema Internazionale. Equivalenze. Misura di grandezze Conoscere il concetto di grandezza fisica. Conoscere il significato di misura e di unità di misura. Discutere il processo di misurazione di grandezze fisiche. di ordine di grandezza. Analizzare e definire le unità del Sistema Distinguere e saper effettuare misure dirette e indirette. Sapere esprimere qualsiasi misura sia in notazione scientifica che tramite i prefissi del S.I. Sapere effettuare calcoli sia in notazione scientifica che tramite i prefissi del S.I. Effettuare le conversioni da unità di misura a suoi multipli e sottomultipli e viceversa. Effettuare le corrette equivalenze misura. fondamentali: la lunghezza, Internazionale. tra diverse unità di misura. Settembre 15 la massa, il tempo. Analizzare ed operare Saper effettuare misure di Ottobre Misura di grandezze derivate: la superficie ed il volume. La densità. con le dimensioni delle grandezze fisiche. Conoscere il concetto di densità di un materiale. lunghezza, massa, tempo, area e volume Saper calcolare la densità di un materiale Misura diretta e indiretta di aree. 1

2 2: Strumenti di misura ed incertezza sperimentale Le caratteristiche degli strumenti di misura. L incertezza sulle misure dirette e sulle misure indirette: errore assoluto, relativo e percentuale. Errori sistematici e casuali. Valor medio e incertezza di una misura ripetuta. Le cifre significative. Arrotondamento. Uso e funzione di alcuni strumenti fondamentali ed individuazione delle caratteristiche principali. Calcolo degli errori nelle misure dirette ed indirette. Approssimazione della misura, dell errore assoluto e dell errore relativo. Applicazione della teoria degli errori di misura. Uso del calibro ventesimale per misurare le lunghezze. Calcolo della densità di un solido mediante misura indiretta del volume. Conoscere i tipi di strumenti ed individuarne le caratteristiche. di incertezza della misura. Definire il concetto di errore assoluto, relativo e percentuale. Definire il concetto di errore statistico e sistematico. Definire il valore medio di una serie di misure. Conoscere come si propaga l incertezza delle misure nelle misure indirette. Capire cosa significa arrotondare un numero. Capire cosa sono le cifre significative. Distinguere gli strumenti analogici da quelli digitali. Individuare le caratteristiche degli strumenti di misura. Associare ad ogni misura l errore assoluto e calcolare l errore relativo e percentuale. Calcolare l incertezza nelle misure indirette. Eseguire correttamente le approssimazioni per eccesso e per difetto. Valutare le cifre significative per misure dirette e indirette.. 12 Ottobre Novembre 3: Le leggi fisiche e la loro rappresentazione. Il metodo scientifico sperimentale. Rappresentazione dei dati sperimentali in tabelle e grafici. Concetto di variabile fisica. Le formule. Conoscere le fasi del metodo scientifico sperimentale Conoscere vari metodi per rappresentare un fenomeno fisico (tabelle, grafici) Conoscere alcune 2 Saper organizzare i dati sperimentali in tabelle. Saper tracciare il grafico cartesiano di una tabella di dati sperimentali. Saper riconoscere il tipo di relazione che c è tra variabili fisiche data una formula, un grafico o una tabella. 8 Novembre Dicembre

3 4: Le forze e i vettori. Proporzionalità diretta, inversa, quadratica, linearità. Altre relazioni matematiche. Uso della carta millimetrata per la rappresentazione grafica dei dati acquisiti. Le forze e i loro effetti. Forze a contatto e a distanza. Grandezze scalari e vettoriali. I vettori. Forza risultante ed operazioni con i vettori. La forza peso. Relazione tra massa e peso. La forza elastica e la legge di Hooke. Misura delle forze. Il dinamometro Le forze di attrito. Le forze vincolari. Verifica del carattere vettoriale delle forze. Verifica della legge di Hooke. relazioni fra grandezze (proporzionalità diretta, inversa, quadratica, linearità) Classificare le forze. Analizzare l effetto delle forze applicate a un corpo. Conoscere il concetto di forza quale effetto dell interazione tra corpi e riconoscere i diversi tipi di forza. di scalare e di vettore. Distinguere il concetto di forza-peso dal concetto di massa e comprendere le relazioni tra i due concetti. Associare il concetto di forza a esperienze della vita quotidiana. Analizzare il comportamento delle molle e formulare la legge di Hooke. Comprendere il significato di forza di attrito. Analizzare il concetto di vincolo e definire le forze vincolari. Data una formula, saper ricavare una formula inversa Saper rappresentare graficamente una forza. Saper eseguire graficamente l addizione e la sottrazione di vettori. Saper scomporre una forza nelle sue componenti. Saper misurare una forza utilizzando il dinamometro. Saper misurare il coefficiente di elasticità di una molla. Saper svolgere semplici problemi sui diversi tipi di forze. 12 Dicembre Gennaio 3

4 5. L equilibrio dei solidi. Il punto materiale e il corpo rigido. Equilibrio del punto materiale. Equilibrio su un piano inclinato. Effetto di più forze su un corpo rigido. Momento di una forza. Momento di una coppia di forze. Le leve. Il baricentro. Verifica dell equilibrio su un piano inclinato. Capire quali sono le differenze tra i modelli del punto materiale e del corpo rigido, e in quali situazioni possono essere utilizzati Studiare le condizioni di equilibrio di un punto materiale. Analizzare l equilibrio di un corpo su un piano inclinato. Analizzare in quali condizioni un corpo rigido può traslare e in quali condizioni, invece, può ruotare. Valutare l effetto di più forze su un corpo rigido. Definire il braccio di una forza. Definire il momento di una forza. Formalizzare le condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Analizzare il principio di funzionamento delle leve. Comprendere il significato di baricentro di un corpo e capire dove si trova Determinare la risultante e l equilibrante di due o più forze applicate in punti diversi dello stesso corpo. Calcolare il momento di una forza. Stabilire se un corpo rigido è in equilibrio. Determinare il baricentro di un corpo. Saper risolvere semplici problemi di equilibrio. 12 Febbraio 4

5 6. L equilibrio dei fluidi. La pressione. Il principio di Pascal e sue applicazioni. La legge di Stevino. La spinta di Archimede. La pressione atmosferica. Verifica della spinta di Archimede. Analizzare i diversi effetti che può avere una forza in funzione di come agisce su una superficie. Analizzare la pressione nei liquidi. Mettere in relazione la pressione che un fluido esercita su una superficie con la sua densità e con l altezza della sua colonna. Analizzare il galleggiamento dei corpi. Comprendere il significato di pressione atmosferica. Calcolare la pressione esercitata da un fluido. Risolvere semplici problemi di equilibrio nei fluidi. 12 Marzo 7. Il moto rettilineo Le grandezze del moto: posizione, tempo, velocità, accelerazione. Il sistema di riferimento e la relatività del moto. Velocità media. Il grafico spazio-tempo. Moto rettilineo uniforme. Legge oraria. Moto vario. Velocità istantanea. Accelerazione media e istantanea. Grafico velocità-tempo. Moto uniformemente accelerato. Verifica del moto rettilineo uniforme. Descrivere il movimento. Comprendere perché il moto è relativo e l importanza dei sistemi di riferimento. Creare una rappresentazione grafica spazio-tempo. Identificare il concetto di velocità mettendo in relazione lo spazio percorso e il tempo impiegato a percorrerlo. di velocità media e velocità istantanea. Riconoscere le relazioni matematiche tra le grandezze cinematiche. Analizzare il moto rettilineo uniforme. 5 Calcolare le grandezze cinematiche mediante le rispettive definizioni Rappresentare i dati sperimentali in un grafico spazio-tempo. Operare correttamente le equivalenze tra le diverse unità di misura della velocità. Interpretare e discutere diversi tipi di grafici spazio-tempo e velocitàtempo ricavando da essi le grandezze cinematiche. Applicare le leggi del moto rettilineo uniforme e del moto uniformemente accelerato. Saper risolvere semplici problemi sui moti. 12 Aprile

6 di accelerazione media e istantanea. Analizzare il moto rettilineo uniformemente accelerato. Analizzare il moto di caduta libera Approfondire le diverse tipologie di grafici spaziotempo. 8. Il moto nel piano. Vettore posizione e vettore spostamento. Vettore velocità Il moto circolare uniforme e la velocità angolare. L accelerazione centripeta Analizzare le grandezze caratteristiche del moto circolare uniforme. Calcolare velocità angolare, velocità tangenziale ed accelerazione nel moto circolare uniforme. Risolvere semplici problemi sul moto circolare uniforme. Applicare le conoscenze sulle grandezze vettoriali ai moti nel piano Maggio 6 9. I principi della dinamica Il principio di inerzia. I sistemi di riferimento inerziali. La legge fondamentale della dinamica. La massa inerziale Il principio di azione e reazione Analizzare i concetti di inerzia e di sistema di riferimento inerziale. Capire cosa succede nell interazione tra corpi. Capire cosa si intende per moto perpetuo. Analizzare la relazione tra forze applicate e moto dei corpi. Discutere il primo principio della dinamica. Individuare la relazione matematica tra forza applicata e accelerazione subita da un corpo. Enunciare e discutere il secondo principio della dinamica. Partendo dal secondo 6 Analizzare il moto di un corpo quando la forza risultante è nulla. Analizzare il moto di un corpo sotto l azione di una forza costante. Applicare il terzo principio della dinamica Proporre esempi di applicazione del secondo principio Maggio 6

7 10. Le forze e il movimento La forza peso e la caduta libera Il moto su un piano inclinato ll moto dei proiettili La forza centripeta La forza di gravitazione universale principio della dinamica definire il concetto di massa. Enunciare e discutere il terzo principio della dinamica. Analizzare il moto di caduta dei corpi. Analizzare la relazione tra forza-peso e massa e le loro caratteristiche. di velocità limite. Capire la differenza tra massa inerziale e di massa gravitazionale. Analizzare la discesa di un corpo lungo un piano inclinato. Analizzare il moto di oggetti lanciati verso l alto, in direzione orizzontale e in direzione obliqua. Analizzare l effetto dell aria sul moto dei proiettili. Definire l accelerazione di gravità. Spiegare la differenza tra forzapeso e massa anche con i riferimenti alle loro unità di misura. Descrivere il moto di caduta nell aria. Rappresentare graficamente e algebricamente le forze che agiscono su un corpo che scende lungo un piano inclinato. Discutere il moto dei proiettili lanciati con velocità iniziale verso l alto, in direzione orizzontale e in direzione obliqua.. Definire la forza centripeta e ricavare la sua espressione matematica. Formalizzare la legge di gravitazione universale e applicarla correttamente nel Sistema Solare e sulla Terra. Giugno 4 7