00405 - FISICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce i principi fondamentali della Meccanica del punto e del corpo rigido, della Meccanica dei fluidi e della Termodinamica, al fine di descrivere ed interpretare i fenomeni fisici coinvolti nei principali processi del settore agricolo e agroforestale.

Contenuti

Le branche della Fisica che verranno trattate nel corso saranno la Meccanica del punto materiale e del corpo rigido, la Meccanica dei Fluidi e la Termodinamica. Dopo aver analizzato i principi fondamentali della Meccanica del corpo rigido, si vedrà come la Meccanica dei Fluidi si basi su leggi analoghe alla Meccanica dei Solidi, dalla quale si differenzia principalmente per il punto di vista utilizzato nella descrizione degli stessi fenomeni di base (conservazione della massa, conservazione dell’energia, ecc.); si studierà infine la Termodinamica analizzandone il suo vasto campo di applicabilità, che va dalle macchine termiche alla capacità di descrivere fenomeni sociali ed il fenomeno della vita.

Programma nel dettaglio:

MISURE E SISTEMI DI UNITA' DI MISURA: grandezze fisiche, simboli ed unità di misura; campioni e strumenti, sistemi di unità di misura, il sistema SI, il sistema c.g.s., unità fondamentali e derivate.

VETTORI: grandezze vettoriali e grandezze scalari; operazioni con i vettori: somma, prodotto di uno scalare per un vettore, prodotto scalare e prodotto vettoriale.

CINEMATICA: cinematica del punto materiale, posizione e spostamento, velocità media e istantanea, accelerazione media e istantanea; moto rettilineo uniforme, moto circolare uniforme, moto uniformemente accelerato.

DINAMICA: concetti di forza e massa ed esempi: forza gravitazionale, forza peso, forza elastica. Centro di massa. Le leggi di Newton. Cenni sulla seconda equazione cardinale della dinamica per un corpo rigido che ruota attorno ad un asse fisso; cenni sul momento d’inerzia. Equilibrio e stabilità dell’equilibrio (cenni). Esempi: pendolo semplice e piano inclinato. Il fenomeno dell’attrito. Lavoro ed energia potenziale; energia cinetica; principio di conservazione dell'energia meccanica. Esempi: lavoro svolto dalla forza gravitazionale, dalla forza elastica.

MECCANICA DEI FLUIDI: punto di vista Euleriano e Lagrangiano (cenni). Concetti di massa volumica e pressione. Leggi fondamentali dell'idrostatica, misura della pressione, principio di Pascal, principio di Archimede. Esempi: martinetto idraulico e galleggiamento. Dinamica dei fluidi: equazione di continuità, equazione di Bernoulli.

TERMODINAMICA: concetti di temperatura e calore. I principi della Termodinamica. Capacità termica, calore specifico, calore latente, Esempi di trasformazioni termodinamiche: adiabatica, isocora, isobara, isoterma, trasformazioni cicliche, espansione libera. Il concetto di entropia e la sua importanza; fenomeni reversibili ed irreversibili; la freccia del tempo. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasmissione di calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Macchine termiche e ciclo di Carnot, rendimento della macchina di Carnot.

ESERCITAZIONI: al termine di ogni argomento verranno discussi e svolti alcuni esercizi con diverso grado di difficoltà come strumento di approfondimento della parte teorica.

Testi/Bibliografia

• Dispense del corso
• Mazzoldi P., Nigro M., Voci C., Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica. EdiSES
• Halliday D., Resnick R., Walker J., Fondamenti di Fisica. Meccanica, Termologia. Casa Editrice Ambrosiana
• Ageno M., Elementi di Fisica. Bollati Boringhieri
• ulteriori riferimenti bibliografici comunicati dal docente in aula.

Metodi didattici

Il corso si suddivide in due unità didattiche, entrambe svolte in aula.

• Teoria: lezioni frontali nel corso nelle quali vengono spiegati i concetti sui quali il corso si basa.
• Esercitazioni: risoluzione di problemi scelti per aiutare lo studente a maneggiare i concetti esposti nelle lezioni di teoria e per sviluppare le abilità basilari di calcolo e di problem-solving.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta della durata di 1 ora e mezzo.

Strumenti a supporto della didattica

Strumenti e materiale di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mirko Maraldi

Consulta il sito web di Sergio Lo Meo