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 quarta (ex seconda liceo) F

Argomenti lezioni di fisica anno scolastico 2015/16

 

meccanica

meccanica dei fluidi

termologia

energia

statica dei fluidi

temperatura e calore

termodinamica

 

 

vettori

 

Video definizione del seno, coseno e tangente di un angolo in un triangolo rettangolo.

 

Grandezze scalari e vettoriali. Somma di vettori e metodo punta-coda. Somma vettori (applet). Metodo del parallelogramma. Versori. Differenza tra vettori. Schede vettori (in inglese).

 

Somma vettori note le componenti, calcolo del modulo. Calcolo della direzione di un vettore note le componenti. Uso della calcolatrice, TAN-1, ovvero calcolo dell’angolo. Calcolo delle componenti di un vettore  noto il modulo e l’inclinazione del vettore: uso della calcolatrice.

 

Somma di vettori aventi uguale modulo. Angolo compreso tra i due vettori di 120° o di 60°(rombo e calcolo delle diagonali.). Somma di vettori e metodo del parallelogramma, punta coda e componenti.

Somma e differenza tra vettori: metodo algebrico e grafico. Componenti di un vettore: modulo dato angolo di 30°.

 

Prodotto scalare e prodotto vettoriale.

Somma tra vettori metodo algebrico (componenti) e grafico (punta-coda): esempio svolto.

Somma tra vettori metodo algebrico (componenti) e metodo del parallelogramma: esempio svolto

Piano inclinato: esercizio svolto

Esercizi svolti sui vettori

 

verifiche

Esercizi. Esercizi ABC: cinque schede

 

 

 

energia meccanica

Lavoro. Lavoro definizione. Unità di misura dell’energia. Equazione dimensionale del lavoro. Lavoro definizione come prodotto scalare. Lavoro compiuto dalla forze gravitazionali. Lavoro. motore, resistente e nullo. Componente della forza lungo la direzione dello spostamento. Componente dello spostamento lungo la direzione della forza. Lavoro definizione come prodotto scalare. Calcolo del lavoro come area nel piano (F;s). Lavoro. Forza costante α=30°, α=45°, α=60°. Potenza. Lavoro compiuto da forze variabili. Area e calcolo integrale.

 

Piano inclinato e componenti: esercizio svolto

 

Energia cinetica e teorema delle forze vive. Energia potenziale. Enunciato del principio di conservazione dell’energia. Problemi alla lavagna. Scheda C. Definizione di energia potenziale. Conservatività delle forze gravitazionali (dimostrazione, campo uniforme). Dimostrazione e applicazione del principio di conservazione dell’energia. Velocità finale di un corpo in caduta libera  v2 = 2gh. Problemi alla lavagna: lavoro e teorema delle forze vive. Energia potenziale. Test di autoverifica. (utilizza internet explorer) Dimostrazione del teorema delle forze vive e del principio di conservazione dell’energia. Applicazione. Verifica: test-quesiti fisica.

Problemi.

 

Presentazione PDF: versione semplificata

 

Collezione Zanichelli: principio di conservazione dell’energia meccanica

 

 

statica dei fluidi

 

Lab. Definizione di pressione ed unità di misuraScheda sulle unità di misura fondamentali del Sistema Internazione e sulle unità di misura della pressione. Principio di Pascal. Pressione atmosferica (video). Principio di Archimede: bilancia idrostatica. Vasi comunicanti,  baroscopio, emisferi di Magdemburgo (video). Esperienza di Torricelli  (video).

Lab. Torchio idraulico. Legge di Stevino. Problemi di fine paragrafo.

Lab. Legge di Stevino. Problemi di fine paragrafo. Lettura: Galileo Galilei e la bilancia idrostatica.

Esercitazione:

1. Introduzione. 2. Proprietà dei gas: la pressione (La teoria cinetica dei gas cap.9 PPC).

 

 

 

temperatura e calore

 

Definizione operativa della temperatura. Scale termometriche. Termometri. Termometro a mercurio. Comportamento anomalo dell’acqua. Legge della dilatazione lineare e cubica. Rappresentazione grafica e zero assoluto (prima legge di Gay-Lussac).

Le trasformazioni di un gas. Prima e seconda legge di Gay-Lussac. Grandezze direttamente proporzionali e relazione lineare. Legge di Boyle. Equazione di stato dei gas perfetti e leggi dei gas. Numero di Avogadro (cenni).

Definizione di caloria. Relazione fondamentale della calorimetria. Calore specifico dell’acqua. Temperatura di equilibrio (dim.). Applicazione della relazione fondamentale della calorimetria. Esperienza di Joule: mulinello. Equivalente meccanico della caloria.

Propagazione del calore. Conduzione, convezione e irraggiamento.

Principio di equipartizione dell’energia. EC=3/2 kT per un gas monoatomico.

Passaggi di stato. Calore latente di fusione e di solidificazione. Diagrammi di fase. Diagrammi di Andrews. Gas e liquefazione.

 

Lab. bollitore di Franklin,  (termoscopio).

Lab. Apparato per la dilatazione lineare nei metalli,  dei solidi anello di Gravesande

Scheda Lab 2 (pdf).

 

 

Materiale di approfondimento: leggi dei gas.

Scheda: Gas ideali: equazione di stato dei gas perfetti.

 

Test sul primo capitolo: temperatura e leggi dei gas  (soluzioni).

Test a scelta multipla A- B- C

 

Argomenti test a scelta multipla cap.

Principio di Archimede

pressione ed unità di misure – lab. 1pressione

pressione atmosferica

termometri e scale termometriche  - lab. 2termometri- test con soluzioni

dilatazione lineare

equazione di stato dei gas e leggi dei gas - appunti

calore ed equivalente meccanico della caloria

relazione fondamentale della calorimetria

passaggi di stato – appunti: 1- 2 - 3 - 4  tensione di vapore (presentazione)

propagazione calore

 

 

 

Terze prove

Simulazione terza prova:

Ø Definizione di pressione (palloncino)  Definizione di pressione (soluzione).

Ø Pressione idrostatica

Ø Trasformazioni isobare

Ø Leggi dei gas

Ø  Terza prova tipologia A (prova di esame completa)

 

 

 

 

termodinamica

 

Esercitazione: le unità di misura energetiche..

Il primo principio della termodinamica. Lavoro in una trasformazione isobara. Piano (p,V) e calcolo del lavoro.

Le trasformazioni termodinamiche. Adiabatica. Isocora. Isobara. Isoterma. 

 

Il secondo principio della termodinamica. Macchine e principio di conservazione dell’energia meccanica: impossibilità del moto perpetuo di prima specie. Macchine termiche e moto perpetuo di seconda specie. Rendimento di una macchina termica. Macchina a vapore: Savery e Newcomen (cenni)

I quattro principi della termodinamica. Il principio zero della termodinamica. Il primo principio della termodinamica: equivalenza tra calore e lavoro. Secondo principio e rendimento di una macchina termica. Enunciato  di Lord Kelvin. Terzo principio della termodinamica e leggi di Gay-Lussac.

Il secondo principio della termodinamica. Enunciato di Clausius ed enunciato di Kelvin. Macchine termiche: macchina a vapore di Watt (cenni). Rendimento di una macchina termica. Macchina termica e rendimento massimo teorico: teorema di Carnot (senza dimostrazione). Descrizione qualitativa del ciclo di Carnot. Formula del rendimento teorico massimo (senza dimostrazione).

Definizione di entropia Dq/t. Calcolo della variazione di entropia: macchina termica ideale DS=0 trasformazione reversibile.  

Definizione di entropia Dq/t. Calcolo della variazione di entropia: durante il passaggio di calore da un corpo caldo ad un corpo freddo DS>0. Il secondo principio e la  freccia del tempo.

Secondo principio della termodinamica.

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