Fisica

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In seguito si riportano i contenuti di "Fisica" previsti dalle attuali linee guida per Licei, Istituti Tecnici, Istituti Professionali e per i quali il professore offre con successo da anni assistenza ai propri allievi.

Alcune unità didattiche affini in questa pagina sono state accorpate: tale circostanza non lede assolutamente la qualità di tali lezioni ma è semplicemente dettata da esigenze di comprensibilità e chiarezza del sito.

Relativamente a qualsiasi argomento, le lezioni comprendono gli aspetti più formali (dimostrazioni e teoremi tipici dei progammi di liceo), la parte numerico-esercitativa e l'eventuale aiuto per la stesura delle relazioni di laboratorio.

 

Modulo

Argomenti

LE GRANDEZZE

Grandezze fisiche

Sistema Internazionale: grandezze e unità di misura fondamentali

Intervallo di tempo

Lunghezza, area e volume

La densità

Dimensioni delle grandezze

Grandezze direttamente e inversamente proporzionali

Proporzionalità quadratica

Lettura di un grafico e di una formula

Equivalenze tra diverse unità di misura

LA MISURA

Gli strumenti di misura: caratteristiche principali

Strumenti di misura tipici di un comune laboratorio di fisica

L'incertezza nelle misure e valor medio

L'errore statistico

Errori sistematici ed errori accidentali

L'incertezza delle misure indirette

Cifre significative

Notazione scientifica

Esercizi applicativi

LA VELOCITA'

Il punto materiale in movimento

Sistemi di riferimento

Il moto rettilineo

La velocità media

Grafico spazio-tempo

Moto rettilieno uniforme

Esercizi

L'ACCELERAZIONE

Velocità istantanea

Accelerazione media

Grafico velocità-tempo

Moto uniformemente accelerato

Velocità e spazio percorso nel moto uniformente accelerato

Accelerazione istantanea

Esercizi

I VETTORI

Grandezze scalari e grandezze vettoriali

Elementi caratteristici di un vettore

Rappresentazione grafica di un vettore 

Operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto di un vettore per uno scalare 

Prodotto scalare e prodotto vettoriale tra due vettori

Seno e coseno di un angolo

Componenti di un vettore

Scomposizione di un vettore lungo due direzioni assegnate

Esercizi

I MOTI

NEL PIANO 

Vettore posizione e vettore velocità

Vettori velocità e accelerazione

Moto circolare uniforme

Velocità angolare

Accelerazione centripeta

Moto armonico

Composizione di moti

Esercizi

LE FORZE

Misura della forza

La forza come grandezza vettoriale, unità di misura

Forza peso, forza attrito, forza elastica

Le forze fondamentali

Esercizi

EQUILIBRIO DEI SOLIDI

Equilibrio di un punto materiale

Equilibrio su un piano inclinato

Il corpo rigido

Momento delle forze

Momento di una coppia di forze

Le leve

Il baricentro

Esercizi

PRINCIPI DELLA DINAMICA

La dinamica

Primo principio della dinamica

Sistemi di riferiemnto inerziali

Principio di relatività galileiana

Effetto delle forze

Secondo principio della dinamica

Differenza tra massa e peso

Terzo principio della dinamica

Esercizi

 LE FORZE

E IL MOVIMENTO

La caduta libera

Forza peso e massa

Discesa lungo un piano inclinato

Moto del proiettile

Forza centripeta

Il pendolo

Il moto armonico

Esercizi

 ENERGIA MECCANICA

Il lavoro in fisica: definizione e casistiche

La potenza

L'energia cinetica ed energia potenziale gravitazionale

Forze conservative e forze dissipative

Energia potenziale elastica

Energia meccanica

Conservazione dell'energia meccanica

Coservazione dell'energia totale

Esercizi

QUANTITA' DI MOTO E MOMENTO ANGOLARE

La quantità di moto

Principio di conservazione della quantità di moto

Impulso di una forza

Studio degli urti

Centro di massa

Momento angolare

Conservazione e variazione del momento angolare

Momento di inerzia

Esercizi

LA GRAVITAZIONE

Le leggi di Keplero

La gravitazione universale e  il valore della costante G

Misura della costante G

Massa inerziale e massa gravitazionale

Il moto dei satelliti

Il campo gravitazionale

La forza di gravità e la conservazione

 EQUILIBRIO

DEI FLUIDI

Solidi, liquidi e gas

La pressione: definizione e unità di misura

La pressione nei liquidi

Vasi comunicanti

Principio di Pascal

Spinta di Archimede e il galleggiamento dei corpi

Pressione atmmosferica e sua misura

Esercizi

MOTO DEI FLUIDI

Equazione di continuità

Equazione di Bernoulli

Effetto Venturi

Attrito nei fluidi

La caduta nell'aria

Esercizi

LA TEMPERATURA

Prima definizione di temperatura

Il termometro e scale termometriche, corrispondenze

Dilatazione termica nei solidi: lineare e volumica

Dilatazione termica volumica nei liquidi

Trasformazioni di un gas

Prima e seconda legge di Gay-Lussac

Legge di Boyle-Mariotte

Mole e numero di Avogadro

Equazione di stato dei gas perfetti

Esercizi

IL CALORE

Calore e lavoro

Transito di energia

Capacità termica e calore specifico

Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento

Il calorimetro

Esercizi

TEORIA MISCROSCOPICA DELLA MATERIA

Moto browniano

Calcolo della pressione del gas perfetto

Velocità media quadratica e distribuzione di Maxwell

Energia interna

Equazione di stato di van der Waals per i gas reali

Gasi liquidi e solidi

Esercizi

I CAMBIAMENTI 

DI STATO 

Gli scambi di energia

Fusione e solidificazione

Vaporizzazione e condensazione

Il vapore saturo e la sua pressione

La condensazione e temperatura critica

La sublimazione

Esercizi

PRIMO PRINCIPIO

DELLA TERMODINAMICA

Gli scambi di energia

Energia interna di un sistema fisico

Principio zero della termodinamica

Il lavoro termodinamico

Primo principio della termodinamica e applicazioni

Calore specifico

Trasformazioni adiabatiche

Esercizi

SECONDO PRINCIPIO

DELLA TERMODINAMICA

Macchine termiche

Primo enunicato: lord Kelvin

Secondo enunciato: Rudolf Claisius

Terzo enunciato: il rendimento

Trasformazioni reversibili e irreversibili

Teorema di Carnot e rendiemnto della macchina di Carnot

Esercizi

ENTROPIA

Disuguaglianza di Clausius

Entropia: definizione

Entropia di un sistema isolato e di un sistema non isolato

Equazione di Boltzmann per l'entropia

Terzo principio della termodinamica

Esercizi

ONDE ELASTICHE

Le onde

Fronti d'onda e raggi

Le onde periodiche e le onde armoniche

L'interferenza

Esercizi

IL SUONO

Le onde sonore

Le caratteristiche del suono

Fenomeno dell'eco

Onde stazionarie

Effetto Doppler

Esercizi

OTTICA

La luce

L'irradiamento e l'intensità di radiazione

Grandezze fotometriche

Riflessione e specchio piano

Specchi curvi

Costruzione dell'immagine per specchi sferici

Legge dei punti coniugati e ingrandimento

Rifrazione

Riflessione totale

Lenti sferiche

Aberrazioni delle lenti

Occhio umano

Esercizi

 ONDE LUMINOSE

Onde e corpuscoli

Interferenza della luce

Esperiemnto di Young

Diffrazione della luce

Colori e lunghezza d'onda

Emissione e assorbimento della luce

Esercizi

 TEORIA

DELLA RELATIVITA'

Valore numerico della velocità della luce

Esperimento di Michelson-Morley

Assiomi della teoria della relatività ristretta

La dilatazione dei tempi

Contrazione delle lunghezze

Trasformazioni di Lorentz

Problema della gravitazione

Principi della relatività generale

Gravità e curvatura dello spazio-tempo

Onde gravitazionali

Esercizi

CARICA ELETTRICA

E

CAMPO ELETTRICO

L’elettrizzazione  per strofinìo      

I  conduttori e gli isolanti      

La definizione operativa  della carica elettrica      

La  legge di Coulomb    

La  forza di Coulomb nella materia     

L’elettrizzazione  per induzione

Il  vettore campo elettrico

Il  campo elettrico di una carica puntiforme

Le  linee del campo elettrico

Il  flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie

Il  flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss

Il  campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica

L ’energia potenziale elettrica

Il potenziale elettrico

Le superfici equipotenziali

La deduzione del campo elettrico dal  potenziale   

La circuitazione del campo elettrostatico

L ’esperienza di Rutherford

L ’esperimento di Millikan

Il modello di Bohr    

Esercizi 

 FENOMENI DI ELETTROSTATICA

E

CORRENTE ELETTRICA

La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio  elettrostatico

Il campo elettrico e il potenziale in  un conduttore all’equilibrio

Il problema generale  dell’elettrostatica

La capacità di un conduttore  

Il condensatore

I condensatori in serie e in  parallelo  

L ’energia immagazzinata in un  condensatore

L’intensità della corrente elettrica  

I generatori di tensione e i circuiti elettrici

La prima legge di ohm

I resistori in serie e in parallelo  

Le leggi di Kirchhoff

La trasformazione dell’energia elettrica  

La forza elettromotrice

I conduttori metallici

La seconda legge di Ohm

La dipendenza della resistività dalla  temperatura

Carica e scarica di un  condensatore

L’estrazione degli elettroni da un metallo   

L’effetto  volta

L’effetto termoelettrico e la  termocoppia

Le soluzioni elettrolitiche   

L’elettrolisi

Le leggi di Faraday per  l’elettrolisi   

Le pile e gli accumulatori   

La conducibilità nei gas

I raggi catodici  

Esercizi

 FENOMENI MAGNETICI

E

CAMPO MAGNETICO

La forza magnetica e le linee del  campo magnetico

Forze tra magneti e correnti

Forze tra correnti   

L’intensità del campo magnetico   

La forza magnetica su un filo percorso  da corrente    

Il campo  magnetico di un filo percorso da corrente 

Il campo magnetico di una spira e di  un solenoide   

Il motore elettrico 

L’amperometro e il voltmetro 

La forza di Lorentz

Forza elettrica e magnetica   

Il moto di una carica in un campo magnetico  uniforme 

Il flusso del campo magnetico 

La circuitazione del campo magnetico    

Le proprietà magnetiche  dei materiali 

Il ciclo di isteresi magnetica  

Esercizi

 INDUZIONE ELETTROMEGNETICA

ED

EQUAZIONI DI MAXWELL

La corrente indotta

La legge di Faraday-neumann

La legge di Lenz  

L’autoinduzione e la mutua induzione  

Energia e densità di energia del campo  magnetico    

L’alternatore    

Gli elementi circuitali fondamentali in corrente  alternata 

I circuiti in corrente alternata 

Il trasformatore

Il campo elettrico indotto  

Il termine mancante  

Le onde elettromagnetiche    

Le onde elettromagnetiche  piane  

La polarizzazione della luce    

Lo spettro elettromagnetico

Le onde radio e le microonde 

Le radiazioni infrarosse, visibili e ultraviolette

I raggi x e i raggi gamma 

Esercizi