FISICA M - Z OBIETTIVI FORMATIVI PREREQUISITI RICHIESTI FREQUENZA LEZIONI CONTENUTI DEL CORSO

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1 DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE E AMBIENTALI Corso di laurea in Scienze biologiche Anno accademico 2017/ anno FISICA M - Z FIS/01-8 CFU - 2 semestre Docente titolare dell'insegnamento ANTONIO TRIGLIA antonio.triglia@unict.it Edificio / Indirizzo: Dipartimento di Fisica e Astronomia - Cittadella Universitaria - Edificio 10 - ultimo piano Telefono: Orario ricevimento: Giovedì dalle 08:30 alle 10:30 Inviare mail per confermare ricevimento o per fissare altro giorno OBIETTIVI FORMATIVI Fornire allo studente quel bagaglio di nozioni che gli permetta di affrontare i corsi piu' specifici del piano di studi; si è cercato pertanto di non presentare il corso come un condensato di un normale corso biennale di fisica, inserendo nel programma applicazioni nel campo biomedico che normalmente sono tralasciate in un normale corso di fisica. La trattazione dei vari argomenti viene effettuata il più possibile formalmente corretta, restando sempre entro l'ambito delle conoscenze matematiche acquisite dallo studente nei corsi precedenti. PREREQUISITI RICHIESTI Conoscenze di base di algebra, geometria e trigonometria FREQUENZA LEZIONI Consigliata CONTENUTI DEL CORSO INTRODUZIONE: Grandezze fisiche, unità di misura, cifre significative, errore di misura, grandezze scalari e grandezze vettoriali, operazioni con i vettori, componenti di un vettore e versori. LA DESCRIZIONE DEL MOTO: Vettori spostamento, velocità e accelerazione, moto con velocità costante, moto con accelerazione costante, moto in due dimensioni.

2 FORZA E MOTO: I, II e III Legge di Newton, forza gravitazionale, moto di un proiettile, forze di attrito, dinamica del moto circolare; moto di una sfera in un liquido. ENERGIA E LAVORO: Lavoro svolto da una forza variabile, energia cinetica e teorema dell energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell energia meccanica, le orbite dei pianeti e l atomo di idrogeno. ONDE MECCANICHE E SUONO: Moto armonico, propagazione di un impulso e di un onda, onde acustiche e suono, decibel. I FLUIDI: La pressione nei fluidi, la legge di Stevino, il principio di Archimede, il teorema di Bernoulli, applicazioni del teorema di Bernoulli. Moto laminare di un fluido viscoso: legge di Poiseuille; legge di Stokes, velocità di eritrosedimentazione, centrifugazione. Fenomeni di superficie: legge di Laplace e fenomeni di capillarità, tensione superficiale TEMPERATURA, CALORE E PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: Termometri e scale di temperatura, dilatazione termica di solidi e liquidi, legge dei gas perfetti, teoria cinetica dei gas, calore specifico, calore latente e cambiamenti di fase, conduzione del calore, trasformazioni termodinamiche, lavoro nelle trasformazioni termodinamiche, energia interna, il primo principio della termodinamica. CARICA ELETTRICA, CAMPO E POTENZIALE ELETTROSTATICO: La carica elettrica, conduttori e isolanti, la Legge di Coulomb, il campo elettrostatico, linee di forza, il potenziale e l energia potenziale elettrostatica, la capacità elettrostatica, densità di energia del campo elettrico. CORRENTE ELETTRICA: la corrente elettrica, resistenza e legge di Ohm, superconduttori, modello per la conduzione elettrica, energia e potenza elettrica. CAMPI MAGNETICI: Moto di una particella carica in un campo magnetico, forza magnetica su un conduttore percorso da corrente, campo magnetico prodotto da una corrente, la legge di Biot-Savart, la legge di Faraday e l induzione, autoinduzione, densità di energia del campo magnetico. ONDE ELETTROMAGNETICHE: le onde elettromagnetiche, l energia trasportata dalle onde elettromagnetiche, lo spettro delle onde elettromagnetiche, la legge di Wien, i campi elettromagnetici e gli effetti sulla salute umana. OTTICA GEOMETRICA: riflessione, rifrazione e dispersione della luce, riflessione totale, le fibre ottiche, lenti e formazioni delle immagini TESTI DI RIFERIMENTO 1. Jewett&Serway: Principi di Fisica, Vol I, V edizione, EdiSES, 2015 Napoli 2. E. Ragozzino: Principi di Fisica, EdiSES, 2006 Napoli 3. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica vol. 1, VI ed., CEA, Milano 4. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica vol. 2, VI ed., CEA, Milano PROGRAMMAZIONE DEL CORSO

3 * Argomenti Riferimenti testi 1 * INTRODUZIONE: Conoscenze propedeutiche al corso. Grandezze fisiche, unità di misura, prefissi per la potenza di dieci, cifre significative, errore di misura, sistemi di coordinate 2 * INTRODUZIONE: grandezze scalari e grandezze vettoriali, operazioni con i vettori, componenti di un vettore e versori, prodotto scalare, prodotto vettoriale. 3 * LA DESCRIZIONE DEL MOTO: Vettori spostamento, velocità e accelerazione, moto con velocità costante, moto con accelerazione costante, moto in due dimensioni. 4 * FORZA E MOTO: Sistemi di riferimento inerziali. La massa inerziale. I, II e III Legge di Newton, forza gravitazionale, Conoscenze propedeutiche: appendice A.1, A.2- appendice B.1-B.4, B.6; B.8 appendice D Cap. 1: pagg. 4-13, parr Cap. 1: pagg , parr Prodotto scalare: Cap 6: pagg , par. 6.3 Prodotto vettoriale: Cap 10: pag 318, 2 parte del par (pag. 318) Cap. 2: Una dim., pagg , parr Cap. 3: Due dim. Pagg parr. 3.1, 3.2, ap. 4: Leggi del moto pagg , parr * FORZA E MOTO: moto di un proiettile, forze di attrito Cap. 5: Forze di attrito pagg , parr * FORZA E MOTO: dinamica del moto circolare, moto di una sfera in un liquido Cap. 5: Appl. Leggi del moto pagg , , parr. 5.2, 5.4, ESERCITAZIONI 8 ENERGIA E LAVORO: : Lavoro svolto da una forza variabile, energia cinetica e teorema dell energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell energia meccanica. Considerazioni energetiche sul moto dei pianeti e dei satelliti, s Cap. 6: pagg , parr Cap. 6: pagg , , parr (parr : approfondimento) Cap. 7: pagg par (par. 7.4 approfondimento) Cap 11: par (paragrafi di approfondimento) 9 ONDE MECCANICHE E SUONO: Moto armonico Cap. 12: pagg , , parr , 12.6, 12.7 (parr : approfondimento) 10 ONDE MECCANICHE E SUONO: propagazione di un impulso e di un onda, onde acustiche e suono, decibel Cap. 13: pagg , , , parr. 13.1, 13.2, 13.6, 13.8 Halliday. Cap. 17: pagg , par Materiale didattico distribuito

4 11 LABORATORIO Materiale didattico distribuito (approfondimento) 12 * I FLUIDI: La pressione nei fluidi, principio di Pascal, la legge di Stevino, il principio di Archimede, 13 * I FLUIDI: Portata, il teorema di Bernoulli, effetto venturi: aneurisma e stenosi, bruciatore a gas di Bunsen, spruzzatori 14 * I FLUIDI: Moto laminare di un fluido viscoso: legge di Poiseuille, legge di Stokes, velocità di eritrosedimentazione, centrifugazione. Fenomeni di superficie: legge di Laplace e fenomeni di capillarità, tensione superficiale, embolia gassosa. Cap. 15: pagg , parr Cap. 15: pagg , parr (par approfondimento) Ragozzino. Cap.5 pagg , par. 9 Ragozzino. Cap.5 pagg , parr Ragozzino. Cap.5 pagg , parr LABORATORIO Materiale didattico distribuito 16 ESERCITAZIONI / VERIFICA IN ITINERE (approfondimento) 17 TEMPERATURA, CALORE E PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: Termometri e scale di temperatura, dilatazione termica di solidi e liquidi, 18 TEMPERATURA, CALORE E PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: legge dei gas perfetti, teoria cinetica dei gas (interpretazione molecolare della temperatura), calore specifico, calori specifici molari. 19 TEMPERATURA, CALORE E PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: calore latente e cambiamenti di fase, conduzione del calore, 20 TEMPERATURA, CALORE E PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: trasformazioni termodinamiche e lavoro nelle trasformazioni termodinamiche, energia interna, il primo principio della termodinamica. 21 * CARICA ELETTRICA, CAMPO E POTENZIALE ELETTROSTATICO: La carica elettrica, conduttori e isolanti, la Legge di Coulomb, il campo elettrostatico, linee di forza, moto di particelle cariche in un campo elettrico uniforme 22 * CARICA ELETTRICA, CAMPO E POTENZIALE ELETTROSTATICO: il potenziale e l energia potenziale elettrostatica, la capacità elettrostatica, densità di energia in un campo elettrico Cap. 16: pagg parr Cap. 16: pagg , parr Cap. 17: pagg , parr , 17.7 Cap. 17: pagg par.17.3 Cap. 17: pagg par Cap. 17: pagg parr Cap. 19: pagg , parr , 19.8 Cap. 20: pagg ; parr , 20.7

5 23 * CORRENTE ELETTRICA: la corrente elettrica, resistenza e legge di Ohm, superconduttori, modello per la conduzione elettrica, energia e potenza elettrica. 24 CAMPI MAGNETICI: Moto di una particella carica in un campo magnetico 25 CAMPI MAGNETICI: forza magnetica su un conduttore percorso da corrente, campo magnetico prodotto da una corrente, la legge di Biot-Savart, forza magnetica prodotta da due conduttori paralleli, la legge di Faraday e l induzione, densità di energia in un campo magnetico 26 ONDE ELETTROMAGNETICHE: le onde elettromagnetiche, l energia trasportata dalle onde elettromagnetiche, lo spettro delle onde elettromagnetiche, la legge di Wien, 27 ONDE ELETTROMAGNETICHE: i campi elettromagnetici e gli effetti sulla salute umana, 28 * OTTICA GEOMETRICA: riflessione, rifrazione e dispersione della luce, riflessione totale, le fibre ottiche. 29 * OTTICA GEOMETRICA: lenti e formazioni delle immagini, Cap. 21 pagg parr (par approfondimento) Cap. 22: pagg Cap. 22: pagg ; ; parr. 22.5; 22.7, 22.8, Cap. 23: pagg ; ; parr. 23.1; 23.3; 23.7 Cap. 24 pagg , , parr. 24.3, 24.4, 24.6, 24.7 Materiale didattico distribuito Cap. 25 pagg , parr , 25.7, 25.8 Cap.26: pagg , par LABORATORIO Materiale didattico distribuito (approfondimento) 31 ESERCITAZIONI / VERIFICA IN ITINERE * Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. MATERIALE DIDATTICO studium.unict.it VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO Vengono effettuate due verifiche in itinere, la prima a metà corso e riguarda la parte del

6 programma fino alla fluidodinamica, la seconda alla fine del corso e riguarda gli argomenti della restante parte del programma. Coloro che superano le verifiche in itinere sono esonerati dal compiere la prova scritta prevista per l esame finale, qualora questo venga sostenuto entro la sessione autunnale di esami; gli allievi esonerati dovranno comunque prenotarsi sul portale per l'appello prescelto con la nota "SOLO ORALE" Le prove consistono nella somministrazione di un certo numero di quesiti (normalmente 10) a risposta chiusa e la durata della prova è fissata in 90 minuti. L esame finale consiste in una prova scritta consistente nella risoluzione di alcuni esercizi (normalmente 4) ed in un esame orale per verificare la conoscenza, la comprensione e l esposizione degli argomenti trattati durante le lezioni. Gli allievi che hanno riportato grave insufficienza nella prova scritta sono sconsigliati dal presentarsi all esame orale DATE DEGLI APPELLI Le date delle verifiche in itinere possono subire variazioni legate ad eventuali imprevisti nello svolgimento regolare delle lezioni. Per le date dell esame finale (prova scritta) si rimanda al calendario didattico pubblicato sul sito dell università Il calendario delle prove orali verrà predisposto di volta in volta alla fine della prova scritta prevista per l'appello in questione PROVE IN ITINERE Vengono effettuate due verifiche in itinere, la prima a metà corso e riguarda la parte del programma fino alla fluidodinamica, la seconda alla fine del corso e riguarda gli argomenti della restante parte del programma. Coloro che superano le verifiche in itinere sono esonerati dal compiere la prova scritta prevista per l esame finale, qualora questo venga sostenuto entro la sessione autunnale di esami. Le prove consistono nella somministrazione di un certo numero di quesiti (normalmente 10) a risposta chiusa e la durata della prova è fissata in 90 minuti. PROVE DI FINE CORSO Non previste ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI Le leggi della dinamica, forze di attrito, forze conservative, lavoro ed energia, onde acustiche, teorema di Bernoulli, stenosi, aneurisma, velocità di eritrosedimentazione, campo elettrico e potenziale elettrico, legge di Faraday, le onde elettromagnetiche, fibre ottiche,.

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