Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le nozioni di base indispensabili per una comprensione dei meccanismi e delle leggi che governano la natura e che stanno alla base delle proprietà della materia, con particolare attenzione ad approfondimenti utili alla comprensione dei processi chimici e biologici in modo da poter comprendere concetti che vengono affrontati nei corsi degli anni successivi. Il corso intende fornire inoltre gli strumenti per impostare e risolvere i problemi.
Prerequisiti
Conoscenza di base di calcolo algebrico e analisi matematica.
Contenuti dell'insegnamento
Grandezze e unita' di misura. Sistemi di coordinate. Vettori.
MECCANICA. Forza. Spostamento. Velocita'. Accelerazione. Moti notevoli. Leggi di Newton. Forza di gravita'. Velocita' relativa. Forza normale. Forza di attrito. Forza elastica. Forza centripeta. Moto circolare uniforme e non-uniforme. Legge di gravitazione universale. Lavoro. Energia cinetica. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Principio di conservazione dell'energia generalizzato. Potenza. Quantità di moto e sua conservazione. Impulso. Urti. ONDE E OSCILLAZIONI. Moti periodici. Moto armonico semplice. Oscillatore armonico. Pendolo semplice. Propagazione delle onde. Onde longitudinali e trasversali. Principio di sovrapposizione. Trasmissione di energia in un'onda e intensità. Onde stazionarie. Onde sonore. Effetto Doppler. FLUIDI. Pressione. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Flusso laminare e turbolento. Portata. Equazione di continuita’. Equazione di Bernoulli. Teorema di Torricelli. Tubo di Venturi. Equazione di Poiseuille. Tensione superficiale.
TERMODINAMICA. Temperatura e scale termometriche. Principio zero della termodinamica. Dilatazione termica. Equazione di stato dei gas perfetti e dei gas reali. Teoria cinetica dei gas. Diffusione e legge di Fick. Calore. Capacita’ termica e calore specifico. Calore latente e cambiamenti di fase. Conduzione, convezione e irraggiamento. Primo principio della termodinamica. Isobare. Isocore. Isoterme. Adiabatiche. Cicli. Calori specifici a P costante e V costante per un gas perfetto. Secondo principio della termodinamica. Macchine termiche e rendimento. Ciclo di Carnot. Entropia.
ELETTROMAGNETISMO. Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Conduzione e induzione. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Distribuzioni particolari di cariche e campo elettrico generato. Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico. Circuiti. Condensatori. Corrente elettrica. Resistenze. Legge di Ohm. Potenza elettrica. Effetto Joule. Campo magnetico. Forza magnetica. Moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme. Forza di Lorentz. Fili e spire. Legge di Ampere. Solenoidi. Magnetismo nella materia. Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday dell’induzione. Legge di Lenz. Conduttore in moto in un campo magnetico uniforme. Generalizzazione del teorema di Ampere. Equazioni di Maxwell nel vuoto (cenni).
OTTICA. Onda elettromagnetica e spettro elettromagnetico. Diffrazione. Interferenza. L'approssimazione dell'ottica geometrica. Riflessione e rifrazione. Legge di Snell. Riflessione totale. Specchi piani. Lenti sottili e formazione delle immagini. Relazione tra i punti coniugati. Formula dei costruttori di lenti.
Programma esteso
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Bibliografia
Serway & Jewett - Principi di Fisica – EdiSES
J.S. Walker – Fondamenti di Fisica – Pearson
Giancoli - Fisica – Ambrosiana
Metodi didattici
Durante il corso verranno presentati mediante lezioni frontali i temi di fisica classica riportati nella sezione “contenuti”. Gli argomenti affrontati verranno puntualmente corredati da esempi ed esercizi che consentono allo studente di comprendere le modalità di applicazione dei concetti esposti.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto in cui verrà richiesta sia la risoluzione di problemi che la risposta a domande sui principi e i concetti fondamentali della fisica spiegati a lezione.
Raggiunta la sufficienza nella prova scritta, lo studente può integrare l’esame con una prova orale per migliorare il punteggio ottenuto.
Altre informazioni
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