Fondamenti di calcolo e di fisica per l'agricoltura

A.A. 2023/2024
6
Crediti massimi
72
Ore totali
SSD
FIS/01 MAT/07
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Fornire conoscenze e abilità di base nell'ambito della matematica, della fisica e della statistica descrittiva, con particolare attenzione al loro impiego a servizio della lettura, della sintesi, dell'analisi e dell'interpretazione di fenomeni complessi propri dei sistemi agrari.
Conoscere le principali grandezze fisiche di interesse applicativo, sapere applicare semplici procedimenti di misura e metodi quantitativi di analisi dei valori.
Fornire competenze utili alla semplificazione e modellizzazione astratta di fenomeni, allo sviluppo di capacità di problem solving da applicare nel percorso formativo e in ambiti professionali.
Risultati apprendimento attesi
Sapere risolvere semplici problemi di natura pratica o trasversali ad altre discipline (di base e applicate) analizzando il problema, individuando le strutture astratte presenti ed elaborando adeguate strategie di soluzione.
Elaborare dei dataset per un'analisi statistica, rappresentando fenomeni connessi all'esperienza quotidiana, sia graficamente che attraverso opportuni valori di sintesi, e interpretarli anche mediante l'esplorazione delle relazioni di dipendenza tra variabili.
Sapere identificare le principali grandezze fisiche coinvolte in un processo di ambito agrario, utilizzare le loro unità di misura, sapere applicare procedimenti di calcolo per la quantificazione di grandezze derivate.
Al termine del periodo di insegnamento gli studenti saranno in grado di utilizzare una corretta terminologia e un linguaggio tecnico-scientifico adeguato alla trattazione delle tematiche apprese.
Corso singolo

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Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre

Programma
Fondamenti di Calcolo
-Insiemi numerici, operazioni tra numeri (numeri naturali, interi relativi, frazioni). Potenze con esponente intero e intero relativo e loro proprietà. Radici e potenze con esponente razionale e loro proprietà. Notazione scientifica. Modulo e sue proprietà.
-Equazioni e disequazioni di primo e secondo grado, regola di annullamento del prodotto, equazioni e disequazioni frazionarie, semplici equazioni e disequazioni irrazionali, sistemi di equazioni e di disequazioni.
-Percentuali e proporzioni e loro utilizzo nella risoluzione di esercizi applicativi.
-Primi elementi di geometria analitica: coordinate cartesiane, punti nel piano, distanza tra punti nel piano, punto medio di un segmento, equazione della retta, coefficiente angolare, rette parallele e rette ortogonali, intersezione di rette.
-Cerchio goniometrico e definizione di angolo. Gradi e radianti. Seno, coseno e tangente di un angolo e loro proprietà, valori di seno, coseno e tangente per angoli notevoli, angoli associati, risoluzione di semplici equazioni e disequazioni goniometriche. Risoluzione dei triangoli rettangoli, Teorema di Carnot e Teorema dei seni e loro applicazione alla risoluzione di problemi reali. Elementi di geometria piana e solida.
-Esponenziali e logaritmi: definizione e proprietà. Soluzione di semplici equazioni e disequazioni logaritmiche ed esponenziali. Funzioni logaritmiche e funzioni esponenziali (con i loro grafici). Crescita esponenziale, pH di una soluzione, dinamiche di popolazione e applicazione di logaritmi ed esponenziali a problemi reali.
-Funzioni di una variabile reale e grafico di una funzione. Grafici di funzioni elementari (rette, funzioni potenza con esponente positivo e negativo, radici, modulo, funzioni esponenziali, funzioni logaritmiche, funzioni goniometriche). -Funzioni crescenti e decrescenti. Massimi e minimi. Funzioni pari/dispari e simmetrie dei loro grafici. Creazione di nuovi grafici a partire da grafici noti. Costruzione e lettura di grafici di funzioni, anche in riferimento a situazioni reali.

Elementi di Statistica
-Cos'è e a cosa serve la Statistica: definizione, concetto base, il linguaggio della statistica,
-Raccogliere e organizzare i dati: tecniche di campionamento, dataset, tabelle e grafici, distribuzioni di frequenza, rappresentazione grafica di dati statistici,
-Sintetizzare i dati: gli indici di posizione centrale per dati unitari e dati raggruppati in classi (media, mediana e moda); gli indici di dispersione per dati unitari e dati raggruppati in classi (range, scarto medio assoluto, varianza, deviazione standard, intervallo interquartile)
-Analizzare i dati: Analisi univariata (forma della distribuzione boxplot) e analisi bivariata (grafici a dispersione e correlazione, metodo dei minimi quadrati, retta di regressione)

Elementi di Fisica
-Grandezze fondamentali e derivate. Unità di misura nel Sistema Internazionale. Esempi di calcolo dimensionale.
-Piano cartesiano, sistema di riferimento, vettori. Posizione e velocità media. Moto rettilineo uniforme. Velocità angolare e moto circolare uniforme. Concetto di accelerazione e di forza. Legge fondamentale della dinamica. Forza peso e accelerazione di gravità. Forze di attrito.
-Lavoro. Relazione lavoro-energia. Potenza meccanica.
-Statica dei fluidi e concetto di pressione. Portata e conservazione della massa. Attrito viscoso e perdite di carico.
-Temperatura e termometri. Equilibrio termico e trasferimento di calore. Calore specifico ed energia termica. Principio di conservazione dell'energia.
-Carica elettrica, forza di Coulomb. Differenza di potenziale e corrente elettrica. Misure elettriche. Resistenza elettrica e 1° legge di Ohm. Resistenze in serie e in parallelo. Potenza elettrica. Effetto Joule.
-Concetto di onda elettromagnetica, frequenza, lunghezza d'onda. Spettro e luce visibile. Radiazione Visibile, IR, UV e interazione con la materia. Radiazione solare ed energia incidente su una superficie.
Prerequisiti
Conoscenza dei concetti e dei metodi matematici e fisici trattati nei programmi della scuola media superiore
Metodi didattici
Lezioni frontali (3CFU). Laboratorio applicativo e informatico (3CFU).
Materiale di riferimento
Materiali didattici, esercizi e attività interattive sono disponibili sul sito ariel dell'insegnamento
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una unica prova scritta integrata a verifica della capacità di applicare in pratica le conoscenze e gli strumenti acquisiti nei moduli dell'insegnamento. Con superamento della prova si accede a un breve colloquio orale sui principali contenuti dell'insegnamento.
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 3
MAT/07 - FISICA MATEMATICA - CFU: 3
Esercitazioni in aula informatica: 16 ore
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 24 ore
Turni:
Turno
Docenti: Morando Paola, Oberti Roberto
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Ricevimento:
su appuntamento
via Celoria 2 - Edificio 10: Ingegneria Agraria