Elementi di fisica

A.A. 2020/2021
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
FIS/07
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze basilari di fisica, con particolare riguardo alla meccanica e fluidodinamica per fornire loro i prerequisiti culturali necessari per conoscere le trasformazioni alle quali vengono sottoposte le matrici alimentari nei processi della tecnologia alimentare.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento gli studenti conosceranno le le grandezze fisiche principali, le loro dimensioni ed unità di misura. Lo studente sarà in grado di riconoscere e risolvere formalmente e numericamente semplici problemi di fisica, affini alle pratiche tecnologiche e di ricerca principalmente usate nell'ambito della tecnologia alimentare.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
L'insegnamento verrà erogato interamente da remoto in caso di limitazioni alla mobilità legate all'emergenza sanitaria. In tal caso le lezioni verranno effettuate in aule virtuali (piattaforma zoom) in collegamento sincrono, con la possibilità di interazione in tempo reale tra gli studenti e il docente. Il materiale didattico utilizzato per l'erogazione delle lezioni verrà messo a disposizione degli studenti.
Programma
Misure fisiche
- Unità fondamentali del Sistema Internazionale, prefissi, unità derivate
- Scalari e vettori, prodotto scalare e prodotto vettoriale (espressi analiticamente per componenti o geometricamente).

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, forze apparenti
- Esempi di forze: forza di gravità 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

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; cenni su urti in più dimensioni

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

Elettromagnetismo
- Carica elettrica e legge di Coulomb, campo elettrico e linee di campo
- Corrente elettrica, resistenza, legge di Ohm
- Cenni al campo magnetico e alla legge di Lorentz
Prerequisiti
Gli studenti dovranno avere padronanza dei normali concetti di matematica appresi nelle scuole inferiori e medie. A titolo esemplificativo, ci si aspetta che gli studenti sappiano calcolare l'area e la circonferenza di un cerchio, il volume di un cilindro, di un cono, o di una sfera, che conoscano semplici teoremi di geometria (Pitagora, somma degli angoli interni di un triangolo), che conoscano e sappiano usare semplici funzioni trigonometriche, e che siano in grado di fare semplici trasformazioni tra unità di misura.

È inoltre essenziale avere un livello minimo di dimestichezza con l'algebra e con il calcolo letterale. È necessario anche aver seguito (e possibilmente sostenuto il relativo esame) del corso di Matematica.
Metodi didattici
Lezioni frontali con esercitazioni.
Materiale di riferimento
Raymond A. Serway · John W. Jewett, Principi di Fisica, vol. 1, Casa Editrice Edises

David Halliday · Robert Resnick · Jearl Walker, Fondamenti di Fisica - Meccanica, Termologia, Elettrologia, Magnetismo, Ottica, Casa Editrice Ambrosiana

J. R. Gordon · R. V. McGrew · R. A. Serway · J. W. Jewett, Jr., Esercizi di Fisica, Casa Editrice Edises
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Durante il corso verranno spesso forniti dei quiz di autovalutazione agli studenti, in modo che ciascuno possa controllare il livello di apprendimento raggiunto.

La valutazione consisterà in un esame scritto seguito da un esame orale (solo per gli studenti che avranno superato l'esame scritto).
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
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