00405 - FISICA

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Istruzione di qualità La vita sulla terra

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce i principi fondamentali della meccanica dei corpi rigidi e dei fluidi, della termodinamica; i principi di base dell'elettromagnetismo, per comprendere, descrivere e comunicare i fenomeni di diversa natura in rapporto alle tecnologie di interesse agro-territoriale e ambientale.

Programma/Contenuti

Nel dipanare i vari argomenti del corso, l’accento verrà posto sui principi di conservazione e sul loro ruolo fondamentale nella Fisica.

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 di, 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 (cenni).

DINAMICA: concetti di forza e massa ed esempi: forza gravitazionale, forza peso, forza elastica. Centro di massa, quantità di moto. 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 macchina di Carnot; macchina frigorigena, efficienza di una macchina frigorigena.

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

Testi/Bibliografia

  • Dispense del corso.
  • Halliday D., Resnick R., Walker J., Fondamenti di Fisica. Meccanica, Termologia. Casa Editrice Ambrosiana.
  • Ageno M., Elementi di Fisica. Bollati Boringhieri.

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 dell'apprendimento

Prova scritta della durata di 1 ora, nel corso della quale lo studente dovrà risolvere semplici problemi inerenti i tre ambiti della meccanica del punto materiale e del corpo rigido, della meccanica dei fluidi e della termodinamica.

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