Codice insegnamento

4S00004

Crediti

6

Coordinatore

Alessandro Romeo

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Con il corso di Fisica Generale si intende dare allo studente una formazione sulla meccanica e sull’ elettromagnetismo necessaria per la comprensione dei fenomeni fisici nelle biotecnologie e delle implicazioni della fisica nella biologia e nelle scienze della vita. Oltre alla spiegazione dei concetti fisici generali verranno svolti esercizi in classe per aumentare la comprensione e l'assimilazione della teoria e per sviluppare la capacità di gestione e di risoluzione dei problemi sperimentali.

Programma

Indice:

1. Grandezze Fisiche, Cifre significative
2. Moto in una dimensione
3. Moto in due dimensioni
4. Leggi di Newton
5. Concetto di Energia
6. Quantità di moto-urti
7. Moto Rotazionale
8. Gravità
9. Moto oscillatorio
10. Meccanica dei Fluidi
11. Cenni di Termodinamica
12. Campi elettrici
13. Potenziale elettrico
14. Circuiti
15. Cariche in moto: elettromagnetismo
16. Magnetismo
17-Onde

Programma dettagliato:

-Introduzione ai vettori
Analisi dimensionale, conversione delle unità, sistemi di coordinate, ripasso di trigonometria, grandezze vettoriali e scalari, prodotto scalare, somma di vettori, prodotto vettoriale: metodo grafico e metodo analitico.

-Moto
Velocità media e velocità istantanea, cenni sulle derivate, velocità costante, accelerazione media e accelerazione istantanea, corpi in caduta libera, vettori posizione-velocità-accelerazione, moto del proiettile, particella in moto circolare uniforme, accelerazione tangenziale e radiale, velocità relativa e sistemi di riferimento.

-Leggi del moto e leggi di Newton
Concetto di Forza, Prima legge di Newton, concetto di massa, seconda legge di Newton-forza risultante, forza gravitazionale e peso, terza legge di Newton, attrito statico ed attrito dinamico, moto circolare uniforme e legge di Newton, cenni sulle forze fondamentali), forze conservative e dissipative.

-Energia e trasferimento di energia
Concetto di Lavoro, lavoro compiuto da una forza costante, lavoro compiuto da una forza variabile, concetto di energia cinetica, sistemi non isolati, attrito dinamico e lavoro, energia potenziale, sistemi isolati, concetto di forza conservativa, energia potenziale dalla forza gravitazionale, teorema dell’energia cinetica

-Quantità di moto ed urti
Quantità di moto e sua conservazione, concetto di impulso, urto elastico ed urto anelastico, urti in due dimensioni, centro di massa, moto di un sistema di particelle.

-Moto rotazionale
Posizione, velocità ed accelerazione angolare, concetto di corpo rigido, corpo rigido in rotazione costante, corpo rigido in accelerazione costante, grandezze rotazionali e traslazionali, concetto di energia cinetica rotazionale, concetto di momento di una forza, richiamo al prodotto vettoriale, corpo rigido e momento risultante delle forze, leve, definizione di momento angolare, conservazione di momento angolare, rotolamento dei corpi rigidi, energia cinetica rotazionale.

-Gravità
Cenni sulle leggi di Keplero, velocità di fuga, orbita circolare ed ellittica.

-Moto oscillatorio
Particella collegata ad una molla, moto armonico semplice, legge di Hooke, energia in un moto armonico e molle, pendolo semplice e cenni di pendolo composto, oscillazioni smorzate.

-Meccanica dei fluidi
Concetto di pressione, pressione e profondità, misure di pressione, principio di Archimede, legge di Pascal, fluido ideale, dinamica dei fluidi ed equazione di continuità dei fluidi, portata, teorema di Bernoulli, fluido viscoso.

-Termodinamica
Definizione di temperatura, dilatazione termica, definizione di calore, calore specifico, legge di stato dei gas perfetti, cenni di statistica termodinamica, trasformazioni termodinamiche, entropia.

-Forze elettriche e campi elettrici
Proprietà delle cariche elettriche, isolanti e conduttori, concetto di carica, legge di coulomb, forza elettrica, concetto di campo, campi elettrici, linee di campo elettrico, concetto di dipolo elettrico, moto di particelle cariche in un campo elettrico uniforme, flusso elettrico, teorema di Gauss (con dimostrazione), applicazione del teorema di Gauss (vari esempi), conduttori in equilibrio elettrostatico.

-Potenziale elettrico e capacità
Differenza di potenziale e potenziale elettrico, differenza di potenziale in un campo elettrico uniforme, energia potenziale elettrica, potenziale in un campo elettrico non uniforme, potenziale elettrico e campo elettrico, potenziale elettrico di un conduttore carico, concetto di capacità, condensatori, collegamento di condensatori, energia di un condensatore carico.

-Corrente elettrica e circuiti a corrente continua
Introduzione alla corrente elettrica, concetto di resistenza elettrica, legge di Ohm, resistori in serie e parallelo, leggi di kirchoff, legge di Joule.

-Elettromagnetismo
Introduzione al campo magnetico, particella carica in un campo magnetico uniforme, forza magnetica, forza di Lorentz, Leggi di Maxwell.

-Onde
Onde meccaniche e onde elettromagnetiche, indice di rifrazione, diffrazione, interferenza, lenti, leggi di maxwell.

Bibliografia

Modalità d'esame

L'esame è scritto, con un numero di esercizi da risolvere (tipicamente da 5 a 7) sul programma del corso e simili a quelli che sono svolti in classe.

Il professore si riserva la possibilità di aggiungere una consultazione orale, in particolare o nel caso in cui lo studente sia molto vicino alla sufficienza senza raggiungerla o nel caso in cui ci sia qualche dubbio sulla reale valutazione dello studente oppure nel caso in cui ci sia il sospetto che lo studente abbia copiato.

Per la lode è obbligatoria una consultazione orale, nel caso di colloquio scadente il voto preso nello scritto può essere ridotto.

Le modalità d'esame non sono differenziate tra frequentanti e non frequentanti.