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FISICA
MARCO PELLEGRINI

Sede Agraria
A.A. A.A. 2016-2017
Crediti 6
Ore 54
Periodo 2^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov (STA SFA STAL) 3S005

Prerequisiti

Risultano propedeutiche a questo corso le conoscenze di base di matematica (rappresentazione sullo spazio cartesiano, proporzionalità diretta e inversa, equazioni e sistemi di equazioni di primo e secondo ordine, funzioni esponenziali e logaritmiche, funzioni geometriche semplici, trigonometria elementare) e di chimica (atomo, molecola, legame chimico).

Modalità di svolgimento del corso

 

Le 54 ore (6 CFU) sono suddivise in lezioni teoriche (4 CFU), di regola supportate da presentazioni a video, ed esercitazioni in aula e laboratorio (2 CFU). Sulla piattaforma informatica Moodle sono disponibili informazioni relative allo svolgimento del corso ed il materiale relativo alle lezioni svolte in aula.

Risultati di apprendimento attesi

 

Conoscenza e comprensione:

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire il linguaggio e la metodologia delle scienze fisiche, e cioè una buona conoscenza delle leggi fondamentali della fisica e una capacità di analisi utili per descrivere, comprendere e interpretare in modo quantitativo, con valutazione o calcolo delle grandezze coinvolte, i principali aspetti fisici della realtà che ci circonda. Il corso è centrato sulla fisica teorica e sperimentale di base (meccanica, proprietà dei fluidi, termodinamica, proprietà elettriche e magnetiche della materia) che è necessaria per fornire una solida base scientifica a studi di tipo interdisciplinare.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente dovrà acquisire un modo rigoroso e analitico di ragionare e di affrontare i fenomeni fisici. In particolare dovrà possedere una conoscenza di base delle leggi della Fisica Classica, applicandole in modo appropriato per interpretare i fenomeni elementari che riguardano il movimento, l’energia e le proprietà termiche, elettriche e magnetiche della materia, usando correttamente le unità di misura delle più comuni grandezze fisiche e conoscendo i fattori di conversione tra unità di misura omogenee. Inoltre, lo studente dovrà essere in grado di applicare tali leggi per risolvere esercizi numerici e dovrà saper comunicare in modo chiaro il procedimento usato per arrivare alla loro soluzione. Lo studente dovrà infine mostrare di aver compreso il metodo scientifico con cui misurare e interpretare in modo critico i fenomeni fisici osservati durante le esperienze di laboratorio.

Competenze trasversali:

autonomia di giudizio, ovvero capacità di valutare in autonomia le implicazioni ed i risultati pratici dei problemi che risolve e sviluppo della capacità di risolvere problemi complessi partendo dai concetti base che possono essere combinati e associati ad altre informazioni per arrivare ad un livello di conoscenze superiore.

 

 

Programma

 

Programma

Lezioni frontali (4 CFU, 36 ore):

1. Metodo scientifico. Misurazioni ed unità di misura. Concetto di forza. I e III Legge di Newton. Forza peso. Forza normale. Forza di attrito. Tensione dei fili. Forza elastica. Misurare le forze. Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto scalare e prodotto vettoriale. Posizione e spostamento. Velocità. Accelerazione. II Legge di Newton. Traiettoria. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato.  Caduta dei corpi. Il moto in due dimensioni. Il moto del proiettile. Il moto circolare. Lavoro ed energia. Conservazione dell’energia meccanica. Forze non conservative. Urti. Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Centro di massa. Equilibrio di un corpo rigido. Momento di una forza. Equilibrio di un punto materiale. Cenni alla dinamica rotazionale (1 CFU).

2. Meccanica dei fluidi: definizione di fluido ideale. Proprietà dei fluidi. Definizione di pressione. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Legge di Pascal. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli. Fluidi reali (cenni) (1 CFU).

3. Termodinamica: principio zero della termodinamica. Definizione di temperatura assoluta. Calore specifico. Capacità termica. Trasformazioni di stato. Calore latente di trasformazione. Sistema termodinamico. Gas perfetto. Calore, lavoro ed energia interna. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Trasformazioni cicliche.  Secondo principio della termodinamica. Entropia (1.5 CFU).

4. La macchina del clima. Irraggiamento. Fondamenti di elettromagnetismo. Microscopia (cenni) (0.5 CFU).

 

Esercitazioni di laboratorio (2 CFU, 18 ore):

Scopo delle esercitazioni di laboratorio didattico è apprendere i principi e i metodi della misura attraverso l’uso dei più comuni strumenti di laboratorio e l’elaborazione statistica e grafica dei dati ottenuti. In particolare, verranno considerati i seguenti esperimenti: allungamento di una molla elicoidale e verifica della legge di Hooke; relazioni quantitative tra le grandezze fisiche che descrivono un moto uniformemente accelerato; forze su un piano inclinato; determinazione della densità dei liquidi o di solidi; spinta ascensionale in funzione del volume e della massa di un corpo. Ogni esperimento verrà svolto in gruppi di 5 studenti. Al termine delle esercitazioni, ogni gruppo dovrà consegnare una relazione su tutte le attività svolte in laboratorio, descrivendo per ogni esperienza il montaggio sperimentale e presentando i dati ottenuti, i calcoli eseguiti, i risultati analitici calcolati (espressi con il corretto numero di cifre significative) e la discussione/interpretazione degli stessi.

Modalità di svolgimento dell'esame

 

Modalità di svolgimento dell’esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento

Alla fine del corso sono previste due prove a risposta multipla (meccanica e termodinamica), che includono sia domande teoriche, sia esercizi, seguite da una prova orale, dove è possibile discutere la relazione di laboratorio per migliorare il proprio voto.

Tutti gli studenti hanno anche l’opzione di svolgere un esame scritto, seguito da una prova orale ed, eventualmente, della presentazione di una relazione di laboratorio. La prova scritta consiste in due quesiti da risolvere mentre il colloquio orale è articolato su tre tematiche tra quelle elencate nel programma del corso.

 

Criteri di valutazione dell’apprendimento

Lo studente, nel corso della prova, dovrà dimostrare: a) la comprensione dei principi e delle leggi fondamentali della Fisica; b) la capacità di applicare le leggi presentate durante il corso c) la capacità di risolvere esercizi di fisica, applicando le leggi e i principi della meccanica o termodinamica. Per superare l’esame di fisica, lo studente dovrà dimostrare di possedere una complessiva conoscenza dei contenuti, esposti in maniera sufficientemente corretta con utilizzo di adeguata terminologia tecnica, e di essere in grado di affrontare ragionamenti deduttivi che gli consentano di realizzare opportuni collegamenti all’interno della materia e di averne acquisito una buona padronanza.

 

Criteri di misurazione dell’apprendimento

Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).

 

Criteri di attribuzione del voto finale

Gli studenti che ottengono come media delle due prove a risposta multipla (meccanica e termodinamica, domande teoriche ed esercizi) una votazione superiore a 18/30 (con una votazione minima di 15/30 ad ogni prova parziale), potranno decidere se sostenere la prova orale, se discutere la relazione di laboratorio per migliorare il proprio voto, o semplicemente accettare la media dei due parziale come voto finale dell’esame di fisica.

Per gli studenti che svolgono l’esame scritto, la prova consiste in 2 esercizi (riguardanti meccanica, fluidi o termodinamica). La prova orale, obbligatoria dopo l’esame scritto consiste in tre domande (meccanica, fluidi, termodinamica), su qualsiasi argomento trattato durante il corso di Fisica. La relazione di laboratorio può aumentare di 1-2 punti (in trentesimi) il risultato finale dell’esame.

La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano dimostrato la completa padronanza della materia.

Testi consigliati

 

- A. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson, "Fisica Generale. Principi e applicazioni", McGraw-Hill, seconda edizione, 2012.

- Halliday, Resnick Walzer, “Fondamenti di Fisica”, CEA, 6 edizione.

- Qualunque testo di Fisica per corsi universitari.

 

Ricevimento studenti

Previo appuntamento via email.

 

 

 

Corsi di laurea

• C.L.T. - Scienze e Tecnologie Alimentari (STAL)