Lezioni · anno scolastico 2024-25
4C Fisica
35 PDF, in ordine di settimana. Ogni riga apre il file su Google Drive.
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23.05.2025 L46-47 Analisi dell'equilibrio statico di un'asta inclinata con calcolo delle reazioni vincolari mediante decomposizione delle forze secondo gli assi ortogonali. Studio approfondito del caso di incastro con discussione dei due casi n>0 e n<0, derivazione delle formule per le componenti ortogonali e determinazione della posizione del punto di applicazione della forza. Applicazione della simmetria al caso di trave con carichi, semplificazione delle componenti ortogonali e analisi finale del sistema vincolato. PDF ↗ 22.05.2025 L45 Es. 3 comma 4F: equilibrio statico di trave con carichi; calcolo della risultante mediante decomposizione vettoriale con trigonometria e equilibrio delle forze sui due assi. Es. 1: campo elettrico generato da due cariche nel piano; determinazione del modulo e segno della carica attraverso le condizioni di equilibrio; calcolo del campo risultante in punto P. PDF ↗ 02.05.2025 L44 Definizione di campo vettoriale e campo elettrico; calcolo del campo generato da carica puntiforme Q mediante la formula E=k|Q|/r².
Relazione tra forza e campo elettrico (F=qE); effetto di un campo su una carica immersa: forza proporzionale alla carica e al campo.
Esercizio svolto: pallina carica in equilibrio in campo elettrico costante E=2N/C; determinazione della carica mediante equilibrio Fp=Fe. PDF ↗ 03.04.2025 L43 Svolgimento esercizio 485 n 46: cicli termodinamici con calcolo di potenza, lavoro, calore e rendimento dei cicli. Applicazione a ciclo di Carnot ideale con T₁ = 600K e T₂ = 350K: calcolo della variazione di temperatura nei cicli. Ulteriore problema su ciclo di Carnot con T₁ = 100°C e T₂ = 25°C: determinazione del calore scambiato in un'ora. PDF ↗ 27.03.2025 L40-41-42 Calcolo di angoli in triangoli mediante funzioni trigonometriche; equilibrio di corpi soggetti a sistemi di forze con applicazione del secondo principio della dinamica.
Analisi delle componenti vettoriali su assi cartesiani; distribuzioni di cariche elettriche su segmenti e calcolo delle forze risultanti nei tre casi (carica positiva, negativa, nulla).
Risoluzione di esercizi dal manuale (pagg. 143, 145, 150, 151): determinazione di moduli e direzioni di risultanti mediante composizione vettoriale. PDF ↗ 20.03.2025 L37-38-39 Secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin e Clausius sull'impossibilità di trasformazioni spontanee di energia. Introduzione all'elettricità: struttura atomica, tipi di cariche, proprietà dei materiali conduttori e isolanti, modalità di elettrizzazione. Legge di Coulomb: formula della forza tra cariche, costante dielettrica, esercizi 33 e 44 su sistemi di cariche con calcoli numerici. PDF ↗ 06.03.2025 L36 Svolti gli esercizi 154 (pag. 452) e 56 (pag. 436) di termodinamica. Nel primo esercizio si è calcolato l'energia interna, il calore e il lavoro di un ciclo generico; nel secondo sono stati determinati volumi, temperature, calori assorbito e ceduto, e rendimento di un ciclo di Carnot. Applicati i principi della termodinamica e le relazioni caratteristiche del ciclo di Carnot per il calcolo delle grandezze richieste. PDF ↗ 27.02.2025 L33-34-35 Sono stati risolti esercizi di termodinamica su macchine termiche e cicli termodinamici: calcolo di rendimenti, calore e lavoro per cicli con diagrammi P-V, studio della macchina di Carnot con trasformazioni adiabatiche e isoterme, e analisi di trasformazioni isocora. È stato svolto anche un esercizio di meccanica celeste riguardante l'orbita e l'energia di un corpo celeste in campo gravitazionale. Gli esercizi affrontati sono tratti da Pag. 493 n.20, n.22, Pag. 494 n.41, Pag. 453 n.154 e Pag. 310 n.116. PDF ↗ 21.02.2025 L31 Introduzione alle macchine termiche con analisi del ciclo di Carnot: definizione dei componenti (sorgente calda, sorgente fredda, lavoro prodotto), diagramma P-V delle trasformazioni (espansione isoterma, compressione adiabatica, compressione isoterma, espansione adiabatica) e sviluppo delle relazioni energetiche tra calore immesso e calore ceduto. Dimostrazione del lemma sulla proporzione tra calori e temperature nel ciclo di Carnot e derivazione della formula del rendimento η = 1 - T₂/T₁. Applicazioni pratiche negli esercizi 152 n. 166 (calcolo della dispersione di calore attraverso materiali con diverse conducibilità termiche) e n. 145 (calcolo del numero di gradini data l'energia). PDF ↗ 14.02.2025 L30 Trasformazioni termodinamiche e primo principio della termodinamica: studio delle formule per isobare, isocoriche, isoterme e adiabatiche. Analisi del calcolo di energia interna, calore e lavoro in ciascun processo mediante ΔU = Q - W. Esercizio numerico di applicazione con determinazione del lavoro totale e dell'energia scambiata. PDF ↗ 13.02.2025 L29 La lezione ha affrontato i concetti di energia e lavoro termodinamico, analizzando le trasformazioni reversibili e le proprietà dei gas perfetti con particolare attenzione all'energia interna come funzione di stato (U = 5/2 nRT). Sono stati introdotti il lavoro termodinamico nel diagramma PV e la sua interpretazione geometrica come area sottesa dalla curva, evidenziando che il lavoro non è una funzione di stato ma dipende dal tipo di trasformazione. Infine, si sono esaminate le trasformazioni cicliche, dimostrando come il lavoro totale di un ciclo corrisponde all'area racchiusa nel diagramma PV. PDF ↗ 31.01.2025 L28 Lezione sull'energia interna dei gas: studio delle formule per gas monoatomici, biatomici e poliatomici mediante la teoria cinetica molecolare. Derivazione delle relazioni tra energia interna e temperatura nei gas perfetti, considerando i gradi di libertà e le costanti di Boltzmann. Introduzione dei principi della termodinamica e del concetto di equilibrio termodinamico. PDF ↗ 17.01.2025 L26-27 Esercizi su termodinamica: trasformazioni di stato (ghiaccio→vapore) e bilanci termici con calcolo dell'energia assorbita e della massa di acqua evaporata. Vaporizzazione di acqua al contatto con metalli caldi e determinazione delle temperature finali nei sistemi. Studio di orbite geostazionarie e velocità orbitali di satelliti attorno ai pianeti con derivazione delle formule relative. PDF ↗ 16.01.2025 L25 Esercizi su radiazione termica di una lampada a spirale e calcolo della velocità di propagazione del calore nei materiali; studio della conduzione termica in sistemi multistrato mediante le leggi di Fourier e l'equazione del flusso termico. Applicazione della teoria cinetica dei gas per il calcolo della massa molecolare a partire dalla velocità media delle particelle. Problema complesso sui cambiamenti di fase dell'acqua (vapore → liquido → ghiaccio) con calcolo della massa utilizzando i calori latenti di vaporizzazione e fusione e la capacità termica specifica. PDF ↗ 10.01.2025 L23-24 Lezione su calore, capacità termica e calore specifico; studio dello scambio termico tra corpi a contatto e relativi equilibri termici.
Cambiamenti di stato della materia con analisi del calore latente.
Propagazione del calore: conduzione (formula di Fourier), convezione nei fluidi e irraggiamento (formula di Stefan-Boltzmann). PDF ↗ 19.12.2024 L22 Studiati i fenomeni di espansione e mescolamento di gas ideali attraverso la legge PV = nRT. Analizzata la pressione finale quando una bomboletta vuota comunica con una bombola piena, ricavando la formula P = P₀(V₀/(V+V₀)). Calcolata la pressione di equilibrio nel collegamento di due bombole inizialmente a pressioni diverse utilizzando il principio di conservazione del numero di moli. PDF ↗ 13.12.2024 L20-21 Gas ideali e reali: equazione PV=nRT, applicazione Van der Waals, calcolo temperature e pressioni. Esercizi 394 n 166, 284 n 453.
Dilatazione lineare termica; ciclo termodinamico con transizioni isobariche, isoterme, isocoriche su diagrammi P-V e P-T. Esercizio 284 n 142.
Energia cinetica media molecolare; calcolo velocità quadratica media in relazione alla variazione di temperatura. Esercizi 288 n 445, 393 n 406. PDF ↗ 06.12.2024 L19 Derivazione della pressione dei gas perfetti dalla teoria cinetica molecolare; relazione tra energia cinetica traslazionale media e temperatura assoluta tramite la costante di Boltzmann; introduzione all'equazione di Van der Waals e alle proprietà dei gas reali. PDF ↗ 29.11.2024 L18 Lezione su gas perfetti e legge di stato PV = nRT; analisi delle trasformazioni termodinamiche (isoterica, isobara) e loro rappresentazione nei diagrammi P-V-T; determinazione della costante universale R. Introduzione al modello microscopico della materia con studio dell'agitazione termica come movimento disordinato delle molecole e della legge di Avogadro su volumi uguali di gas diversi. Definizione di energia cinetica media e introduzione della notazione di sommatoria per calcoli su sistemi di N particelle. PDF ↗ 28.11.2024 L17 Approfondimento delle leggi dei gas (Boyle e Gay-Lussac) con risoluzione di problemi numerici sulle variazioni di pressione, volume e temperatura. Introduzione al concetto di mole come unità di misura della quantità di sostanza e definizione della massa molare come rapporto tra la massa di una sostanza e il numero di moli. Applicazione della notazione per la concentrazione in moli e distinzione tra sostanze atomiche e molecolari nella determinazione della massa molare. PDF ↗ 22.11.2024 L15-16 Affrontati argomenti di termodinamica relativi alla dilatazione termica dei solidi (lineare e volumica) e al comportamento dei gas in diverse trasformazioni. Studiate le trasformazioni isobare, isocoriche e isoterme con le leggi associate (Gay-Lussac e Boyle) mediante diagrammi PV. Introdotti i concetti fondamentali di quantità di sostanza: numero atomico, massa atomica e molecolare, numero di Avogadro e mole. PDF ↗ 14.11.2024 L14 Svolgimento di tre problemi di gravitazione e meccanica celeste: analisi di orbite ellittiche con applicazione della conservazione dell'energia e della quantità di moto; studio della rotazione di asteroidi nel piano orbitale e calcolo delle velocità di fuga per corpi con raggi ridotti rispetto ai parametri standard terrestri; applicazione delle formule dei periodi orbitali per diverse altitudini dalla superficie, con calcolo numerico dei rapporti tra i periodi a varie distanze dal centro del pianeta. PDF ↗ 08.11.2024 L13 Svolgimento di esercizi su orbite ellittiche attorno ad astri massivi, applicando le leggi di conservazione dell'energia meccanica e del momento angolare. Analisi della velocità areolare, eccentricità, velocità al perielio e afelio, con calcolo dei parametri orbitali e delle energie totali. Rappresentazione grafica della velocità in funzione dell'altitudine e determinazione di velocità all'infinito per configurazioni di corpi celesti in campi gravitazionali. PDF ↗ 07.11.2024 L12 Sono stati affrontati i fondamenti della meccanica orbitale per le orbite ellittiche, in particolare le formule generali per il calcolo delle velocità al perielio e all'afelio, applicando i principi di conservazione dell'energia meccanica e del momento angolare. È stata ricavata l'energia totale dell'orbita e il rapporto tra i parametri orbitali (semiassi maggiore e minore) e le velocità caratteristiche. Sono state sviluppate le relazioni matematiche tra i dati orbitali (momento angolare L, energia E) e il periodo di rivoluzione T, consolidando il modello dinamico del moto ellittico. PDF ↗ 31.10.2024 L11 Svolta lezione su orbite ellittiche e circolari, utilizzando il principio di conservazione dell'energia per ricavare le velocità orbitali e di fuga. Risolti esercizi applicativi su satelliti e comete, calcolando periodi orbitali e lavori necessari per le variazioni di orbita. Approfondite le relazioni tra energia cinetica, potenziale gravitazionale e parametri orbitali mediante formule e applicazioni numeriche. PDF ↗ 25.10.2024 L10 Derivazione della formula della velocità di fuga v_p = √(2GM/R) per un corpo che abbandona un pianeta, applicando il principio di conservazione dell'energia meccanica totale tra la superficie e l'infinito. Definizione della velocità di fuga come la minima velocità necessaria affinché un proiettile si allontani indefinitamente e confronto con la velocità della luce c ≈ 300000 m/s. Introduzione dei buchi neri come corpi con velocità di fuga superiore a quella della luce, dai quali neanche la radiazione luminosa può sfuggire. PDF ↗ 18.10.2024 L9 Lezione su energia potenziale gravitazionale: definizione di forza conservativa, dimostrazione che la gravitazione è conservativa e derivazione della formula U = -GMm/r per l'energia potenziale di due corpi a distanza r. Analisi dell'energia negativa e significato fisico legato al concetto che due corpi hanno energia minore quando infinitamente lontani. Verifica che la formula classica mgh rappresenta l'approssimazione della formula generale nel caso di altezze piccole rispetto al raggio terrestre, mostrando la concordanza tra il modello newtoniano locale e la gravitazione universale. PDF ↗ 17.10.2024 L8 Svolgimento di esercizi sul campo gravitazionale generato da masse puntiformi: ricerca del punto di equilibrio dove la forza netta è zero tramite risoluzione di equazioni algebriche. Applicazione della formula del campo gravitazionale e somma vettoriale di forze gravitazionali per il calcolo dell'accelerazione gravitazionale totale in punti specifici dello spazio date configurazioni di più masse. PDF ↗ 15.10.2024 L7 La lezione ha affrontato il concetto di campo gravitazionale come campo vettoriale che rappresenta la forza gravitazionale per unità di massa in ogni punto dello spazio. Sono state ricavate le formule per il calcolo del campo gravitazionale generato da una massa puntiforme (g = GM/r²) e dalla Terra in particolare. È stata inoltre derivata la relazione tra il campo gravitazionale a diverse altitudini e al livello del mare (g = g₀ R²T/r²). PDF ↗ 11.10.2024 L6 Risoluzione dell'esercizio 42 pag. 305: calcolo dell'eccentricità dell'orbita (ε ≈ 5,28×10⁻⁶) e verifica della sua conservazione a m costante. Applicazione della conservazione del momento angolare (ℓ = r̅ ∧ ū) per determinare la relazione tra i parametri orbitali. Calcolo dell'angolo α utilizzando la relazione trigonometrica sin α = ℓ/(rₑvₑ) ≈ 0,54, ottenendo α ≈ 32,4°. PDF ↗ 10.10.2024 L5 Lezione sulle tre leggi di Keplero: illustrazione delle orbite come sezioni coniche (cerchio, ellisse, parabola, iperbole) con relative equazioni. Derivazione della seconda legge a partire dalla conservazione del momento angolare, dimostrando che i corpi orbitanti hanno velocità maggiore al perielio che all'afelio. Dimostrazione della terza legge, che stabilisce la relazione a³/T² = GM/4π², costante indipendente dalla massa orbitante ma dalla massa del corpo centrale. PDF ↗ 07.10.2024 L4 Risolti problemi di dinamica orbitale e gravitazione universale, calcolando masse, periodi e velocità di satelliti in varie configurazioni. Applicate le formule di meccanica celeste (T² = 4π²m/k e v² = GM/r) per determinare i rapporti tra periodi orbitali e l'influenza della forza gravitazionale. Analizzata la variazione della gravità in funzione della distanza dal centro e della posizione geografica. PDF ↗ 03.10.2024 L3 Lezione su orbite satellitari: derivazione della formula v² = GM/r dalla forza di gravitazione e accelerazione centripeta. Studio dei satelliti geostazionari, definiti come satelliti con periodo di rivoluzione uguale al periodo di rotazione del pianeta, e determinazione dell'unica orbita geostazionaria possibile tramite la formula r³ = GH(Rp/Vp)². Applicazioni pratiche dei sistemi satellitari: GPS e comunicazioni richiedono configurazioni specifiche di satelliti distribuiti attorno al pianeta. PDF ↗ 01.10.2024 L2 Ho visto tutte le 3 pagine. Ecco il riassunto:
Lezione sulla conservazione del momento angolare e calcolo della velocità orbitale di un satellite mediante le aree di superficie e i momenti riferiti. Determinazione delle traiettorie orbitali e calcolo delle distanze caratteristiche (perigelio, apogeo e raggio terrestre) per un satellite artificiale con masse e forze assegnate. Classificazione delle orbite artificiali in circolare, ellittica, parabolica e iperbolica in relazione ai valori di velocità relativa rispetto alla velocità di fuga. PDF ↗ 24.09.2024 L1 Lezione sulle leggi di Keplero delle orbite planetarie: definizione dell'ellisse con eccentricità (prima legge), principio delle aree uguali in tempi uguali (seconda legge) e relazione costante a³/T² tra semiasse e periodo (terza legge). Analisi della legge di gravitazione universale di Newton con formula F = Gm₁m₂/r² e costante G = 6,69×10⁻¹¹ N·m²/kg². Applicazione della legge alla forza peso terrestre mediante formula g = GM/R² e verifica della coincidenza tra gravitazione universale e forza peso. PDF ↗