Scheda Insegnamento: FISICA A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: SCIENZE AMBIENTALI (L-32 Civitavecchia)
  • Codice: 16356
  • Crediti: 7
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 1
  • Erogazione: I semestre
  • Docente: INES DELFINO

Programma

Obiettivi formativi
Gli obiettivi del corso sono la trasmissione delle nozioni di base di fisica utili per inquadrare correttamente i temi ambientali. Il corso introduce alla definizione, comprensione e all’uso delle grandezze fisiche e delle leggi fisiche fondamentali ed alla loro applicazione a processi e fenomeni di interesse delle scienze ambientali.

Risultati di apprendimento attesi
Conoscenze e capacità di comprensione
Al termine dell’attività formativa lo studente avrà acquisito la capacità di ragionamento induttivo e deduttivo, gli strumenti della fisica necessari alla comprensione dei fenomeni naturali e la capacità di schematizzare e descrivere un fenomeno naturale in termini di grandezze fisiche scalari e vettoriali.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine di questa attività didattica lo studente dovrà essere in grado di impostare un problema utilizzando opportune relazioni fra grandezze fisiche e risolverlo con metodi analitici o numerici.
Autonomia di giudizio
Al termine di questa attività didattica lo studente dovrà essere in grado di dimostrare capacità di ragionamento critico, di individuare i metodi più appropriati per analizzare ed interpretare i fenomeni naturali utilizzando approssimazioni e teorie o modelli e dovrà essere in grado di valutare, poi, la ragionevolezza dei risultati ottenuti.
Abilità comunicative
Lo studente avrà acquisito un appropriato linguaggio tecnico e dovrà essere in grado di esporre con proprietà di linguaggio e rigore terminologico una relazione scientifica, sia oralmente che in forma scritta, illustrandone motivazioni e risultati. Le abilità comunicative saranno verificate in sede di esame.
Capacità di apprendere
Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di utilizzare i metodi appresi per investigare fenomeni e situazioni diversi da quelle considerate durante il corso. Inoltre, dovrà essere in grado di saper aggiornare le proprie conoscenze attraverso la lettura di pubblicazioni scientifiche, in lingua italiana o inglese, riguardanti l’utilizzo di metodi della Fisica in ambito ambientale, anche non specificamente studiati durante il proprio percorso formativo.

Programma
Introduzione. La fisica e la sua relazione con le altre discipline. Modelli, teorie, leggi, misure e incertezza nella misura. Grandezze fisiche. Campioni e unità di misura. Il sistema internazionale di misure. I campioni di lunghezza, massa e tempo. La matematica in fisica.

Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni tra vettori (somma, prodotti). Cinematica di una particella in una dimensione e in due dimensioni. Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato.

Dinamica di una particella. Leggi di Newton. Definizione di forza e di massa. Esempi di forze: la forza di gravità e la forza peso. Applicazione delle leggi della dinamica. Il piano inclinato. Le forze di attrito statico e dinamico. Forza esercitata da una molla. La dinamica del moto circolare uniforme. Equilibrio dei corpi: equilibrio stabile, instabile ed indifferente. Momento angolare.
Lavoro ed energia. Lavoro compiuto da una forza costante e da una forza variabile. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Potenza. Unità di misura per il lavoro e potenza. Conservazione dell'energia. Le forze conservative. Energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica. Energia meccanica e sua conservazione. Forze non conservative.

Definizione di corpo rigido. Equazioni cardinali della statica. Equilibrio statico di un corpo rigido. Centro di gravità. Momento di inerzia. Stabilità ed equilibrio. Leve. Guadagno meccanico.

Proprietà elastiche dei materiali. Sforzi e deformazioni. Modulo di Young. Flessione. Taglio e torsione. Fratture.

Meccanica dei fluidi. Definizione di fluido perfetto. Pressione e densità. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. La legge di Pascal e la pressa idraulica. Principio di Archimede. Fluidodinamica. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Capillarità. Viscosità. Tensione superficiale. Flusso turbolento. Legge di Hagen-Poiseuille. Numero di Reynolds.

Vibrazioni e onde. Moti armonici. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d'onda, frequenza e velocità dell’onda. Energia e potenza delle onde in movimento. Interferenza. Onde meccaniche. Onde acustiche. Suono. Potenza e intensità delle onde sonore. Velocità del suono. Effetto Doppler.

Termodinamica e calorimetria. Temperatura e sua misurazione. Scale di temperatura e termometri. Proprietà termiche della materia. Espansione termica. Capacità termica e calore specifico. Cambiamenti di fase. Conduzione del calore. Il trasferimento di calore per convezione e irraggiamento. Primo principio della termodinamica. Secondo principio della termodinamica. Motori termici. Rendimento dei motori termici. Entropia.

Elettrostatica. Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Quantizzazione della carica. Conservazione della carica. Campo elettrico. Campo elettrico. Dipolo elettrico. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico.

Condensatori. Capacità dei condensatori con dielettrici. Energia immagazzinata in un condensatore. Condensatori in serie e in parallelo. La corrente elettrica e resistenza. Resistenza e resistività. Resistenze in serie e in parallelo. Legge di Ohm. Legge di Joule. Forza elettromotrice. Circuiti in corrente continua.

Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. I campi magnetici e correnti. Dipolo magnetico. La legge di Biot-Savart. Legge di Ampere. Legge di Faraday. Legge di Lenz. Campi elettrici indotti. Induttanza. Solenoide.

Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche e il loro spettro. Ottica geometrica. Indice di rifrazione. Cammino ottico. Leggi della riflessione e della rifrazione. Lenti sottili. Equazione dei punti coniugati. Lente d'ingrandimento. Microscopio. Comportamento ondulatorio della luce: interferenza, diffrazione, spettroscopia, la polarizzazione. Reticolo di diffrazione. Risoluzione degli strumenti ottici.

Testi consigliati

Giancoli, "Fisica" (Edizione con Fisica Moderna), Casa Editrice Ambrosiana

Propedeuticità

Nessuna

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 40

Valutazione del profitto

Prova in itinere, prova scritta, prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L'esame si svolge nelle forme stabilite dal Regolamento Didattico di Ateneo. Del suo svolgimento viene redatto apposito verbale, sottoscritto dal Presidente e dai membri della commissione e dallo studente esaminato. Il voto 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. Nella valutazione delle prove e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, appropriato, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima), della padronanza di espressione (esposizione carente, semplice, chiara e corretta, sicura e corretta).
Alla prova scritta viene attribuito un voto in trentesimi. La prova scritta si intende superata con un voto non inferiore ai diciotto/trentesimi. Lo studente che supera la prova scritta può decidere di accettare il voto della prova scritta o di svolgere anche la prova orale. Nel caso di svolgimento, alla prova orale viene attribuito un voto in trentesimi. Il voto finale deriverà dalla media dei voti risultanti dalla prova scritta e dalla prova orale. Nella stessa sessione si può partecipare ad appelli tra cui intercorrano almeno 21 gg.
Durante il corso vengono svolte due prove in itinere per gli studenti frequentanti. Il superamento delle prove in itinere consente l’esonero dalla prova scritta.

Luogo lezioni

P.zza verdi Civitavecchia - polo Universitario

Orario lezioni

Lunedi 12-14; Martedi e Mercoledi 11-13

Comunicazioni

Dal 03/10/17 al 22/12/17 l’orario di ricevimento della Prof.ssa Delfino sarà il seguente
Presso il Campus Riello, Viterbo
Lunedi 17:00 – 18:00 a Viterbo, presso lo studio al Blocco E del Campus Riello

Presso il Polo Didattico di Civitavecchia
Lunedi 11:30-12:30 a Civitavecchia, presso il Polo Didattico
Martedi 13:30 – 14:30 a Civitavecchia, presso il Polo Didattico

In generale, durante il periodo delle lezioni del I Semestre: In base all’orario ed al calendario delle lezioni, verranno definiti due giorni presso la sede di Civitavecchia e due presso la sede di Viterbo durante i quali il docente riceverà gli studenti nello studio (Sede di Viterbo, Campus Riello, Blocco E) o in un locale della sede di Civitavecchia, per due ore al giorno, per spiegazioni o chiarimenti. Durante gli altri periodi è possibile fissare su appuntamento, contattando il docente via mail.
Recapito mail: delfino@unitus.it