Obiettivi formativi Il Corso si propone di fornire le conoscenze basilari di fisica, propedeutiche e correlate agli altri insegnamenti previsti dal Corso di Laurea. Competenze acquisite Conoscere le grandezze fisiche principali (ossia quelle che si usano sovente durante il Corso di Laurea), le loro dimensioni ed unità di misura. Lo studente deve essere in grado di riconoscere e risolvere formalmente e/o numericamente semplici problemi di fisica, affini alle pratiche tecnologiche e/o di ricerca principalmente usate nell ambito della tecnologia alimentare. Sintesi del programma Misure fisiche, cinematica, dinamica del punto materiale, dinamica dei sistemi estesi, moto rotatorio, gravitazione, meccanica dei fluidi, oscillazioni e onde, elettromagnetismo, ottica.
Programma MISURE FISICHE Unità fondamentali del Sistema Internazionale, prefissi, unità derivate Scalari e vettori, prodotto scalare e prodotto vettoriale CINEMATICA - Moto in una dimensione: posizione e spostamento, velocità, accelerazione, moto uniformemente accelerato, caduta libera - Moto in più dimensioni: traiettoria, moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme, velocità angolare ed accelerazione angolare DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE - Leggi di Newton: concetto di forza e di massa, equazioni del moto, azione e reazione - Sistemi inerziali e non inerziali, cambi di sistema di riferimento, cenni sulle forze apparenti - Esempi di forze: forza peso e costante g, forza elastica, forza centrifuga, forza di attrito statico e dinamico - Lavoro effettuato da una forza, forze conservative, energia potenziale e cinetica, conservazione dell'energia, lavoro delle forze di attrito DINAMICA DEI SISTEMI ESTESI - Centro di massa e calcolo del centro di massa - II legge di Newton per sistemi di particelle, quantità di moto e legge di conservazione associata - Urti elastici e anelastici in una dimensione MOTO ROTATORIO - Momento di inerzia: definizione, calcolo, e teorema degli assi paralleli, energia cinetica di un corpo in rotazione - II legge di Newton per corpi rigidi rotanti, momento angolare e legge di conservazione associata, torsione GRAVITAZIONE - Legge di gravitazione universale - Forze centrali e conservazione del momento angolare - Leggi di Keplero - Forza gravitazionale all'interno ed all'esterno di una distribuzione di massa sferica MECCANICA DEI FLUIDI - Definizioni di densità e pressione
- Legge di Stevino, principio di Pascal e principio di Archimede - Equazione di Bernoulli - Fluidi ideali e non ideali: viscosità, capillarità e tensione superficiale OSCILLAZIONI E ONDE - Moto armonico in una dimensione: equazione del moto, soluzione, energia cinetica e potenziale - Pendolo - Onde: onde trasversali e longitudinali, lunghezza d'onda, frequenza, periodo, e velocità dell'onda - Onde meccaniche: funzione d'onda, velocità ed equazione d'onda, principio di sovrapposizione, interferenza, onde stazionarie ELETTROMAGNETISMO - Carica elettrica e legge di Coulomb, campo elettrico - Corrente elettrica, resistenza, legge di Ohm - Cenni al campo magnetico - Onde elettromagnetiche OTTICA - Onde elettromagnetiche - Riflessione e rifrazione, principio di Huygens, interferenza e diffrazione - Ottica geometrica
Articolazione dei CFU Lez. frontali Esercitaz. in aula Esercitaz. in lab. Laboratorio Seminari Altro 4 Prerequisiti Si danno per acquisiti tutti gli argomenti normalmente trattati nei programmi di matematica e fisica delle scuole superiori. Oltre a questi, si richiede di conoscere i seguenti argomenti. CALCOLO - Capacità di effettuare semplici operazioni algebriche in più variabili - Risoluzione di semplici sistemi di equazioni - Derivate ed integrali per funzioni in una variabile GEOMETRIA - Teoremi sui triangoli (teorema di Pitagora, Euclide) - Trigonometria: definizioni delle funzioni trigonometriche e principali teoremi - Area e perimetro delle principali figure piane - Volumi e superfici dei solidi principali Propedeuticità Nessuna. Si consiglia tuttavia di seguire e sostenere l'esame di "Elementi di Calcolo" prima di affrontare l'esame di Fisica (v. prerequisiti). Materiale didattico Raymond A. Serway John W. Jewett Principi di Fisica, vol. 1 Casa Editrice Edises o qualsiasi altro libro di fisica di livello universitario. Modalità d'esame e altre informazioni PROVA SCRITTA L'esame scritto è composto da due parti: un brevissimo test
a risposta multipla, seguito a una serie di problemi a risposta aperta. La correzione del test a risposta multipla viene fornita immediatamente, e solamente gli studenti che hanno superato questo test possono restare e sostenere l'esame a risposta aperta. PROVA ORALE A discrezione degli studenti è possibile sostenere un esame orale per migliorare la votazione riportata allo scritto. TEST DI AUTOVALUTAZIONE (v. http://www.marcolombardi.org/teaching/stal) Durante il corso verrano forniti agli studenti dei test di autovalutazione che dovranno essere svolti da tutti gli studenti. I risultati dei test non verranno utilizzati in alcun modo per la valutazione finale; il loro scopo è solo di consentire a ciascun studente di controllare quanto appreso e di seguire al meglio le lezioni frontali.