Scheda Insegnamento: Fisica A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: TECNOLOGIE ALIMENTARI ED ENOLOGICHE (L-26)
  • Codice: 14975
  • Crediti: 6
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 1
  • Erogazione: I semestre
  • Docente: MARCO CIOLFI

Programma

Grandezze fisiche e unità di misura. Il Sistema Internazionale. Ordini di grandezza e notazione esponenziale. Cambiamento di unità di misura. Strumenti di misura; errori di misura e propagazione dell'errore.
Trattamento statistico dei dati: media, mediana, varianza, deviazione standard. Distribuzioni mono- e multimodali, distribuzione standard; regressione lineare; coefficiente di correlazione.

MECCANICA:
Principio d'inerzia e sistemi inerziali; Cinematica dei moti unidimensionali. Distanza, durata, velocità e accelerazione. Diagramma orario. Velocità media e velocità istantanea. Moto circolare uniforme e grandezze relative ai moti periodici: frequenza, periodo, pulsazione e velocità angolare.
Cinematica dei moti multidimensionali: composizione, scomposizione e somma di vettori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale.

Dinamica: I principi di Newton. Composizione e scomposizione delle forze. Lavoro ed energia cinetica. Legge di Hooke. Energia potenziale, definizione generale ed applicazione ai campi centrali e uniformi, gravitazionale ed elettrico. energia potenziale dell’oscillatore armonico (molla). Conservazione dell'energia meccanica. Quantità di moto, definizione e principi di conservazione. Forza, impulso e variazione della quantità di moto. Tensione in un filo insensibile. Urti elastici e anelastici, conservazione e dissipazione dell'energia cinetica. Momento angolare, definizione e leggi di conservazione.

Cenni sul moto rotatorio dei solidi. Volano e giroscopio. Sistemi ideali e non ideali: attrito dal punto di vista microscopico e macroscopico; coefficienti di attrito statico e dinamico. Moto sul piano inclinato con e senza attrito.

FLUIDI E TERMODINAMICA:
Liquidi: viscosità, incomprimibilità; Condizioni di flusso laminare e turbolenza. Equazione di continuità e spinta idrodinamica (principio di Archimede). Equazione di Bernoulli. Interazione flusso-ostacolo, portanza. Liquidi ideali e liquidi reali. Fenomeni di contatto solido-liquido, angolo di contatto e capillarità; fenomenologia e interpretazione microscopica. Trasporto dei liquidi e sistemi vascolari. Effetto Venturi.

Gas: volume, pressione e rappresentazione dello stato di un gas sul piano di Clapeyron. Leggi empiriche di Charles, Boyle e Gay-Lussac. Temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas ideali. Gas reali, equazione di Van der Waals (cenni).

Grandezze fisiche intensive ed estensive. Grandezze termodinamiche: temperatura, calore, energia interna ed entropia. Presentazione generale dei principi della termodinamica: principio zero, primo principio, secondo principio (versioni di Clausius e Boltzmann), cenni sul teorema di Nernst e comportamento della materia alle bassissime temperature. Forme di trasporto dell'energia: conduzione, convezione e irraggiamento. Proprietà termiche della materia e calore specifico. Dilatazione lineare. Transizioni di fase e calore latente.
Lavoro e potenza di una macchina termodinamica. Ciclo di Carnot e rendimento di una macchina. Microstati e macrostati, entropia ed ergodicità. Calcolo dell'entropia come probabilità del macrostato. Fluttuazioni del valore dell'entropia. Lettura dei diagrammi di fase nel piano (T,P). Punto triplo. Comportamento anomalo dell'acqua. Cenni sugli stati estremi della materia: plasma, superfluidi.

ELETTROMAGNETISMO E STRUTTURA DELLA MATERIA
Evoluzione del concetto di campo. Campi conservativi (elettrico e gravitazionale). Energia potenziale e potenziale elettrico. Legge di Coulomb. Campi elettrici di configurazioni complesse di cariche: esempi di dipoli ++, +- e - -. Configurazioni elettriche a livello atomico e stabilità della materia. Legami atomici e stati della materia dal punto di vista meccanico a livelli microscopico. Forza di Coulomb tra particelle cariche. Disposizione multipolare delle cariche nelle molecole e ruolo delle forze elettriche nella materia allo stato solido.

Corrente elettrica. Legge di Ohm. Analogia fra corrente elettrica e flusso idraulico.

Campo magnetico, fenomenologia e interazione con il campo elettrico. Forza di Lorentz. Cariche in moto come sorgenti del campo magnetico e non-esistenza dei monopoli magnetici. Lo spettrometro di massa.

Interazioni elettromagnetiche a livello atomico e molecolare: struttura e stabilità della materia allo stato solido. Cenni sulla struttura nucleare e sull'interazione forte. Modello a quark. La luce: onde elettromagnetiche, ottica fisica, doppia natura ondulatoria e corpuscolare, fotoni. Emissione ed assorbimento, interazione elettrone-fotone a livello atomico. Cenni sulla spettroscopia atomica e molecolare.

Testi consigliati

- Kane, Fisica Applicata, Edizione Mediche Scientifiche Internazionali.
- Young, University Physics with Modern Physics - Global Edition, Pearson [testo in inglese]
- Giancoli Fisica - Edizione con Fisica Moderna, Casa Editrice Ambrosiana
- Serway & Jewett - Principi di fisica - EdiSES
- Possono essere consultati anche testi scolastici, preferibilmente del triennio del liceo scientifico

Propedeuticità

Nessuna

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 32

Valutazione del profitto

Prova in itinere, prova scritta

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame consiste in una prova scritta riguardante l'intero programma svolto, eventualmente seguita da una prova orale integrativa.
La prova può essere sostituita dalle valutazioni in itinere svolte durante il corso.
La prova scritta consta in esercizi e domande a risposta multipla o a risposta aperta sugli argomenti in programma.
Nella stessa sessione si puo' partecipare ad appelli per l'esame scritto che distano almeno 21 gg.
L'ammissione all'eventuale prova orale integrativa è comunque subordinata al conseguimento della sufficienza (18/30 o più) nella prova scritta o nelle valutazioni in itinere.
Il voto finale è espresso in trentesimi, con eventuale lode. Il superamento dell'esame presuppone il conferimento di un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi e comporta l'attribuzione dei corrispondenti crediti formativi universitari.

Luogo lezioni

Orario lezioni

Come da orario pubblicato sul sito

Comunicazioni

Ricevimento dopo la lezione, in aula.