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

• Misure e sistemi di unità 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; momento di un vettore.

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

• Dinamica: concetto di forza ed esempi: forza gravitazionale, forza peso, forza elastica, reazione vincolare, forza d'attrito. Le leggi di Newton. Cinematica del corpo rigido. Centro di massa. Prima equazione cardinale della dinamica. Cenni sulla seconda equazione cardinale della dinamica per un corpo rigido che ruota attorno ad un asse fisso; cenni sul momento d’inerzia. Equazioni cardinali della Statica. Lavoro ed energia potenziale; teorema delle forze vive; energia cinetica; principio di conservazione dell'energia meccanica. Esempi: lavoro svolto dalla forza gravitazionale, dalla forza elastica.

• Termodinamica: concetti di temperatura e calore. I principi della Termodinamica. Capacità termica, calore specifico. 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. Macchine termiche e rendimento; ciclo di Carnot, rendimento della macchina di Carnot.

• Meccanica dei fluidi: punto di vista Euleriano e Lagrangiano (cenni). Concetti di densità e pressione. Statica dei fluidi: principio di Pascal; legge di Stevino; principio di Archimede. Dinamica dei fluidi: portata massica e portata volumetrica; equazione di continuità; equazione di Bernoulli.

• 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
• Esercizi caricati sugli spazi virtuali del corso
• Mazzoldi P., Nigro M., Voci C., Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica. EdiSES
  

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

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta più un eventuale lavoro facoltativo da svolgere individualmente e consegnare in sede d’esame nel giorno di sostenimento della prova scritta.

La prova scritta ha una durata di 2 ore ed è composta da 8 domande: 3 brevi quesiti numerici da 3 punti ciascuno; 3 domande di teoria a risposta aperta da 3 punti ciascuna; 2 esercizi numerici da 6 punti ciascuno.

Il lavoro facoltativo consiste nella stesura di mappe concettuali degli argomenti di teoria trattati a lezione. Le mappe concettuali devono soddisfare i seguenti requisiti:

i) essere complete, ovvero relative a tutti gli argomenti trattati a lezione

ii) essere redatte utilizzando almeno due colori differenti

iii) essere scritte a mano su carta

iv) recare nome, cognome e numero di matricola dello studente su ogni facciata

Le mappe concettuali verranno valutate in sede d’esame e possono valere fino ad un massimo di 4 punti. In caso le mappe non soddisfino uno o più dei requisiti sopra indicati, non verrà assegnato alcun punteggio. È possibile un controllo preliminare del soddisfacimento dei requisiti fissando un ricevimento con il docente.

Il voto finale è la somma del punteggio ottenuto nella prova scritta e di quello eventualmente conseguito per la redazione delle mappe concettuali. Se il punteggio complessivo supera i 30 punti, il voto è 30 e lode.

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