FISICA

Crediti: 
9
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) (FIS/07)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Obiettivi formativi
Il corso ha come scopo quello di fornire, in modo semplificato, alcune nozioni di base indispensabili per poter affrontare i corsi degli ambiti chimico e biologico. In particolare si propone di fornire una descrizione fisica dei meccanismi che stanno alla base di processi e di proprietà della materia che vengono affrontati in corsi successivi.

Conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà mostrare di conoscere e comprendere gli aspetti di base della fisica classica, e delle leggi fisiche che la regolano.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente dovrà essere in grado di orientarsi nella valutazione di analogie e differenze tra sistemi fisici e nella comprensione delle leggi fisiche. Egli dovrà aver acquisito la capacità di comprendere negli aspetti essenziali le leggi della fisica classica, di eseguire semplici esercizi con un ragionevole grado di autonomia, di elaborare e analizzare statisticamente i risultati di misure e sintetizzare i problemi nei loro aspetti essenziali.

Autonomia di giudizio
Gli studenti, alla fine del corso, dovranno dimostrare di aver migliorato le loro capacità critiche e di formulazione di giudizio, in particolare di interpretare i dati di un problema, riflettere sui fenomeni che osserva, studiare in modo autonomo, comunicare idee-problemi-soluzioni così da sviluppare quelle capacità di apprendimento che sono necessarie per intraprendere studi successivi anche in campo biofisico o svolgere attività professionali ad esso connesso.

Capacità di apprendere (learning skills)
Gli studenti, alla fine del corso, dovranno dimostrare di essersi avviati in un percorso di comprensione delle principali e piu’ semplici tematiche della fisica classica, di riconoscimento delle leggi fisiche alla base dei fenomeni osservati, orientamento in una comprensione di base degli esiti delle più recenti ricerche e nella loro traduzione in interventi professionali, da intendersi anche come attività di studio autonomo.

Prerequisiti

Conoscenze di base di aritmetica, algebra e analisi

Contenuti dell'insegnamento

Introduzione
Meccanica
Meccanica dei fluidi
Termodinamica
Elettromagnetismo
Ottica

Programma esteso

Introduzione
Grandezze Fisiche e Sistemi di unità di misura. Analisi dimensionale e ordini di grandezza. Misura e teoria degli errori. Vettori e scalari. Operazioni con i vettori. Scomposizione lungo gli assi cartesiani.
Meccanica
Diagramma spaziotempo. Posizione, velocità media e istantanea, accelerazione media e istantanea. Leggi orarie di moti particolari. Vettori posizione, velocità e accelerazione. Leggi della dinamica. Forze fondamentali. Legge di gravitazione universale e forza di gravità. Attriti. Lavoro di una forza. Prodotto scalare. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Lavoro svolto da forze non conservative. Impulso di una forza. Conservazione della quantità di moto. Urti. Condizioni generali di equilibrio. Moto rotatorio. Energia cinetica di un corpo in rotazione. Momento di inerzia. Prodotto vettoriale. Momento di una forza. Leve.
Meccanica dei fluidi
Pressione. Modulo di volume. Legge di Pascal. Principio di Archimede. Caratteristiche del flusso. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Applicazioni del teorema di Bernoulli. Viscosità e flusso dei fluidi viscosi. Moto laminare e turbolento. Numero di Reynolds. Forze di trascinamento viscoso. Forze di trascinamento ad alte velocità. Tensione superficiale. Legge di Laplace.
Termodinamica
Principio zero della termodinamica. La dilatazione dei solidi. Temperatura. Teoria cinetica dei gas. Teorema di equipartizione dell'energia. Il calore e l'energia interna. Calore specifico. Calore specifico di un gas ideale monoatomico e biatomico. Calore latente e transizioni di fase. Lavoro e calore. Primo principio. Trasformazioni particolari. Meccanismi di trasmissione del calore. Propagazione del calore Macchine termiche. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Entropia. Significato microscopico dell'entropia. Secondo principio della termodinamica. Variazione di entropia nel ciclo di Carnot. Variazione di entropia nei processi reversibili e irreversibili.
Elettromagnetismo
La carica elettrica. Isolanti e conduttori. Carica per induzione e polarizzazione. Forza di Coulomb. Campo elettrico. Campo elettrico di una carica puntiforme e di un dipolo. Campo generato da una distribuzione continua di cariche. Linee di campo. Flusso del campo elettrico. Teorema di Gauss. Applicazioni del teorema di Gauss. Potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Momento su un dipolo in un campo elettrico uniforme. Energia potenziale. Capacità. Condensatore. Collegamento di condensatori in serie ed in parallelo. Energia immagazzinata in un condensatore. Effetto degli isolanti sulla capacità. Corrente elettrica. Resistenza e legge di Ohm. Legge di Joule. Collegamento di resistenze in serie ed in parallelo. Magneti permanenti. Forza di Lorentz. Campo magnetico. Forza su un conduttore percorso da corrente. Momento magnetico di una spira. Legge di Biot- Savart. Campo magnetico di un filo infinitamente lungo percorso da corrente. Teorema di Ampère. Legge di Faraday. Generatore di corrente alternata. f.e.m. indotte e campi elettrici. Energia immagazzinata nel campo magnetico. Teorema di Ampère generalizzato . Le equazioni di Maxwell . Le onde elettromagnetiche. Energia trasportata dalle onde e.m. Lo spettro delle onde e.m.
Ottica
Le onde elettromagnetiche e lo spettro elettromagnetico. L'approssimazione dell'ottica geometrica. Riflessione e rifrazione. Legge di Snell. Riflessione totale. Specchi piani. Lenti sottili e formazione delle immagini. Relazione tra i punti coniugati. Formula dei costruttori di lenti. Dispersione delle luce.

Bibliografia

Principi di Fisica
Serway Jewett
EdiSES

Fondamenti di Fisica
James S. Walker
Zanichelli

Metodi didattici

Lezioni frontali e risoluzione di esercizi

Modalità verifica apprendimento

Esame scritto, test a risposta multipla con esercizi e domande di teoria.

Altre informazioni

Orario di ricevimento: martedi' dalle 12:30 alle 14:30 previo appuntamento (Email). E' ovviamente possibile prendere appuntamento anche per giorni diversi della settimana.