LICEO TITO LUCREZIO CARO
INDIRIZZO CLASSICO CAMBRIDGE Classe 3E
Anno Scolastico 2021/2022 Docente: Claudia De Gasperi
PROGRAMMA DI FISICA Strumenti matematici a servizio della fisica
- le formule matematiche, le formule inverse, i rapporti, le proporzioni, le percentuali, le potenze di 10, espressioni con le potenze, le equazioni, seno e coseno di un angolo, uso della calcolatrice scientifica, codifica dei simboli. Disegnare un grafico, riconoscere una proporzionalità diretta, inversa, quadratica.
Esercizi
Le grandezze fisiche
- definizione di grandezza fisica - l’unità di misura
- la definizione operativa di una grandezza - la notazione scientifica
- l’ordine di grandezza
- il Sistema Internazionale di unità di misura - unità di misura di altri paesi
- regole di scrittura e prefissi
- le equivalenze tra misure in diverse unità di misura - grandezze fisiche fondamentali e derivate
- l’intervallo di tempo - la lunghezza
- la massa
- l’area, il volume, la densità Esercizi
Approfondimenti
Premio Nobel a Giorgio Parisi: lettura e commento ad un articolo di un quotidiano, analisi e discussione sulla sua rilevanza, sull’attività di ricerca scientifica e il lavoro di squadra
La misura
- gli strumenti di misura: analogici e digitali
- campo di misura, precisione, sensibilità, prontezza - incertezza nelle misure
- incertezza dello strumento - errori casuali e sistematici
- incertezza di una misura singola e di una misura ripetuta - valore medio e semidispersione massima
- incertezza relativa e l’incertezza percentuale
- incertezza delle misure indirette: incertezza di somma, differenza, prodotto e quoziente di misure
- le cifre significative, l’arrotondamento
- cifre significative nel risultato di una misura e nelle operazioni Esercizi
Esercitazioni LAB di gruppo in classe:
LAB 1: misure dirette ripetute di distanze. Calcolo di errore assoluto, incertezza, sensibilità dello strumento, errore relativo, relativo percentuale
strumenti di misura utilizzati: metro estensibile e righello, applicazione sul cellulare per misurare le distanze
strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice
LAB 2: somma di misure di lunghezze. Come scrivere correttamente una misura ottenuta dalla somma di più misura. Incertezza di una somma di misure.
strumenti di misura utilizzati: metro estensibile e righello, applicazione sul cellulare per misurare le distanze
strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice
LAB 3: misura diretta di un’area. Calcolo di errore assoluto, incertezza e, sensibilità dello strumento, errore relativo, relativo percentuale. Scelta dell’incertezza.
strumenti di misura utilizzati: carta millimetrata, righello strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice
Compiti di realtà a casa:
CR1: calcolo della superficie catastale di un’immobile tramite la misura diretta delle lunghezze, disegno della planimetria in scala. Somma e prodotto di misure di lunghezza per la misura dell’area una superficie. Calcolo di errore assoluto, incertezza, sensibilità dello strumento. Scrittura della misura con valore medio ed incertezza. Report su foglio di calcolo Excel
strumenti di misura utilizzati: metro estensibile, righello, applicazione sul cellulare per misurare le distanze.
strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice, foglio Excel
CR 2: Masterchef- esecuzione di una ricetta di un dolce con elenco e misura diretta delle masse degli ingredienti. Somma di misure di masse. Misure dirette di lunghezze, misura indiretta di volumi. Calcolo di errore assoluto, incertezza, sensibilità dello strumento. Scrittura della misura con valore medio ed incertezza. Visione delle foto e dei video della realizzazione della prova.
strumenti di misura utilizzati: bilancia da cucina, righello, calcolatrice strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice
Approfondimenti
Fisicast: La distanza delle stelle. Ascolto di un podcast dal sito www.scienza per tutti.it prodotto da INFN. Strumenti di misura per misurare la distanza dagli astri e loro evoluzioni nella storia della scienza. Analisi e commento.
La rappresentazione di dati e fenomeni
- rappresentazioni tramite tabella, formula e grafico
- Excel: il foglio di calcolo per inserimento e rappresentazione dei dati
- grafici cartesiani, la pendenza di una retta, la variazione Δ: esempi di grafici della fisica - proporzionalità diretta ed inversa e relativi grafici
- definizione di un vettore tramite direzione, verso e modulo
- operazioni sui vettori: somma, differenza, prodotto per uno scalare
I vettori
- grandezze vettoriali e scalari
- definizione di un vettore tramite direzione, verso e modulo - vettori concordi, discordi opposti, vettore nullo
- operazioni sui vettori: somma, differenza, prodotto per uno scalare
- metodo punta coda e metodo del parallelogramma per la somma di vettori - scomposizione di un vettore in componenti lungo due direzioni
- le componenti cartesiane di un vettore tramite il seno ed il coseno di un angolo - operazioni con vettori tramite componenti cartesiane
- il vettore posizione ed il vettore spostamento - le coordinate gps, latitudine e longitudine - il vettore velocità ed il vettore accelerazione
Esercizi
Esercitazioni LAB di gruppo in cortile:
LAB 1: Angoli all'impronta. Misura indiretta di angoli formati da un vettore nel piano cartesiano tramite la misura diretta di vettori, il calcolo delle componenti cartesiane di un vettore, il teorema sui triangoli rettangoli, l’uso di formule inverse del seno e del coseno di un angolo. Calcolo dell’errore. Lavoro di gruppo.
strumenti di misura utilizzati: metro estensibile strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice
LAB 2: Sum of footprints. Misura indiretta di un vettore tramite la misura delle sue componenti cartesiane, calcolo dell'angolo formato da un vettore con gli assi cartesiani tramite il teorema sui triangoli rettangoli, uso del metodo punta coda per la somma di vettori, uso del teorema di Pitagora. Formule dirette ed inverse. Calcolo dell’errore. Lavoro di gruppo.
strumenti di misura utilizzati: metro estensibile strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice Approfondimenti
Youtube: Video sulle rotte aeree. La partenza e l’arrivo. Il percorso e rotta, le aerovie, ruolo dei satelliti, la radio assistenza, gli ostacoli fisici. Andata e ritorno: direzione e verso. Il piano di volo. La pianificazione della rotta e la rotta deviata. Rotta virtuale tracciata nel cielo. Analisi e commento.
Le forze e l’equilibrio
- definizione di forza e relativa unità di misura
- le forze come grandezze vettoriali, somma di forze e loro misura, scomposizione in componenti cartesiane
- diagramma delle forze su un corpo, esempi per corpi appoggiati ed appesi - strumenti di misura: il dinamometro, costruzione, utilizzo, taratura e portata - la forza peso: massa ed accelerazione di gravità
- the variability of g (modulo in inglese) - gravità sulla terra e sulla luna
- le forze di attrito: radente statico e radente dinamico - il coefficiente d’attrito: confronto tra statico e dinamico
- l’attrito nello sport: resistenza del mezzo, di frizione, di pressione, d’onda - tug of war: il tiro alla fune ed il ruolo dell’attrito (ricerca e visione di video) - la forza elastica e la legge di Hooke
- elongation of a spring (modulo in inglese) - i limiti di elasticità e la forza critica - principio di sovrapposizione di forze
- differenza tra punto materiale e corpo rigido
- l’equilibrio di un punto materiale e le forze vincolari
- l’equilibrio su un piano inclinato: ruolo dell’attrito, forza equilibrante, angolo limite
- l’effetto di più forze su un corpo rigido: retta d’azione, forze che agiscono sulla stessa retta, forze concorrenti e forze parallele
- la rotazione di un corpo rigido: oraria ed antioraria
- definizione di momento di una forza e relativa unità di misura
- definizione di momento di una coppia di forze e relativa unità di misura - l’equilibrio di un corpo rigido
- le macchine semplici: leve, verricello, carrucole, studi ed applicazioni di Leonardo da Vinci - le leve: primo, secondo e terzo genere, vantaggiose e svantaggiose, il guadagno
- il baricentro di un corpo rigido, il centro di simmetria di un corpo - equilibrio stabile, instabile e indifferente
- equilibrio di un corpo appeso e di un corpo appoggiato Esercizi
Laboratorio di fisica (nell’ambito del progetto pcto LAB2GO:
ESPERIENZA 1: misura della costante elastica k di una molla. Calcolo dell’errore. Grafico della pendenza su Excel. Lavoro di gruppo.
strumenti di misura utilizzati: righello
strumenti di calcolo e scrittura utilizzati: calcolatrice, lavagna, scheda esperimento, foglio di calcolo Excel
ESPERIENZA 2: misura dell'accelerazione di gravità g tramite il moto di un pendolo.
Calcolo dell’errore. Grafico della pendenza su Excel. Lavoro di gruppo.
strumenti di misura utilizzati: cronometro
strumenti di calcolo e scrittura utilizzati: calcolatrice, lavagna, scheda esperimento, foglio di calcolo Excel
La cinematica
- il punto materiale in movimento: la traiettoria
- i sistemi di riferimento: sistema cartesiano e cronometro
- il moto rettilineo: posizione ed istante di tempo, intervallo di tempo e spostamento - definizione di velocità media e relative unità di misura
- il grafico spazio-tempo: come disegnarlo, tabella dei valori
- interpretazione grafica della velocità media nel grafico spazio-tempo: pendenza - il moto rettilineo uniforme
- la legge oraria del moto rettilineo uniforme ed il suo grafico nel piano (s;t) - definizione di accelerazione media e relativa unità di misura
- accelerazione e decelerazione: aumento o diminuzione della velocità finale - il moto rettilineo uniformemente accelerato
- la legge oraria del moto uniformemente accelerato ed il suo grafico nel piano (s;t)
Esercitazioni LAB di gruppo in corridoio:
LAB 1: Fast feet. Misure dirette di lunghezze e di intervalli di tempo. Calcolo di velocità ed accelerazione. Le leggi orarie del moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato ed i grafici connessi sul piano cartesiano (s;t).
strumenti di misura utilizzati: metro estensibile, cronometro, righello strumenti di calcolo utilizzati: calcolatrice
Libri di testo:
G. Ruffo, N. Lanotte “Lezioni di fisica, edizione azzurra”, 2° edizione, Editore Zanichelli Altre risorse:
Podcast tratti dal sito Fisicast Radio Scienza dell’INFN/Università La Sapienza di Roma”, articoli tratti da quotidiani online e riviste scientifiche specializzate online, youtube, materiale Zanichelli online e navigazione su web. Appunti, mappe ed esercizi svolti da docente. Laboratorio di fisica.
Per approfondimenti:
-Giorgio Parisi “In un volo di storni”, 2021, Rizzoli Editore
Modalità di verifica:
Verifiche scritte cartacee in presenza sia con domande chiuse di teoria che con esercizi, test di teoria a risposta multipla, interrogazioni orali alla lavagna con esercizi; approfondimenti, ricerche, lettura di articoli ed ascolto di Podcast con risposta a domande aperte e successiva discussione partecipata;
esercitazioni Lab di gruppo a scuola, compiti di realtà a casa.
EDUCAZIONE CIVICA:
La misura e il senso della misura: il troppo ed il troppo poco, la misura del giusto. Percezione della misura ed unità di misura. Analisi dell’articolo 7 del regolamento di istituto: l’eccesso e la carenza di rispetto, riflessioni personali.
Bibliografia e sitografia:
https://www.liceotitolucreziocaro.edu.it/il-liceo/la-nostra-scuola/regolamenti
Regolamento di istituto della scuola, nello specifico articolo 7, paragrafi 7.5,7.6,7.8, 7.10.
Modalità di verifica:
Verifica scritta a domande aperte.
Roma, 10/06/2022 Prof. Claudia De Gasperi
