Elementi di fisica e fisica tecnica

A.A. 2017/2018
11
Crediti massimi
100
Ore totali
SSD
FIS/07 ING-IND/11
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il Corso si propone di fornire le conoscenze basilari di fisica, propedeutiche e correlate agli altri insegnamenti previsti dal Corso di Laurea.L¿insegnamento di Fisica Tecnica si propone di fornire allo studente le conoscenze necessarie alla interpretazione e alla misura dei fenomeni sui quali si basano le operazioni fisiche fondamentali per il trattamento dei prodotti agricoli e alimentari.Fornire una conoscenza di base dei principi di chimica più importanti in Chimica analitica, con particolare riguardo agli equilibri ionici in soluzione acquosa. Introdurre le tecniche statistiche/chemiometriche necessarie al processamento dei dati sperimentali acquisiti nel laboratorio chimico analitico. Fornire le informazioni pratiche per operare in un laboratorio chimico a livello didattico.
Risultati apprendimento attesi
Conoscere le grandezze fisiche principali (ossia quelle che si usano sovente durante il Corso di Laurea), le loro dimensioni ed unità di misura. Lo studente deve essere in grado di riconoscere e risolvere formalmente e/o numericamente semplici problemi di fisica, affini alle pratiche tecnologiche e/o di ricerca principalmente usate nell¿ambito della tecnologia alimentare.Conoscenze per la corretta interpretazione dei fenomeni fisici e delle leggi correlate. Capacità di affrontare e risolvere esercizi numerici applicati al settore agro-alimentare.Lo studente sarà in grado di calcolare le concentrazioni in soluzione dalle costanti di equilibrio con un approccio sistematico. Lo studente sarà in grado di applicare le tecniche statistiche/chemiometriche di base necessarie all¿estrazione/ elaborazione/ ottimizzazione delle informazioni ottenute con le misurazioni sperimentali. Lo studente sarà in grado di frequentare un laboratorio chimico didattico.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre
mod.1: fisica
Programma
MISURE FISICHE

¿ Unità fondamentali del Sistema Internazionale, prefissi, unità derivate
¿ Scalari e vettori, prodotto scalare e prodotto vettoriale

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, cenni sulle forze apparenti
- Esempi di forze: forza peso 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, lavoro delle forze di attrito

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

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

OSCILLAZIONI E ONDE
- Moto armonico in una dimensione: equazione del moto, soluzione, energia cinetica e potenziale
- Pendolo
- Onde: onde trasversali e longitudinali, lunghezza d'onda, frequenza, periodo, e velocità dell'onda
- Onde meccaniche: funzione d'onda, velocità ed equazione d'onda, principio di sovrapposizione, interferenza, onde stazionarie

ELETTROMAGNETISMO
- Carica elettrica e legge di Coulomb, campo elettrico
- Corrente elettrica, resistenza, legge di Ohm
- Cenni al campo magnetico
- Onde elettromagnetiche

OTTICA
- Onde elettromagnetiche
- Riflessione e rifrazione, principio di Huygens, interferenza e diffrazione
- Ottica geometrica
Informazioni sul programma
PROVA SCRITTA

L'esame scritto è composto da due parti: un brevissimo test
a risposta multipla, seguito a una serie di problemi a
risposta aperta. La correzione del test a risposta multipla
viene fornita immediatamente, e solamente gli studenti che
hanno superato questo test possono restare e sostenere
l'esame a risposta aperta.

PROVA ORALE

A discrezione degli studenti è possibile sostenere un esame
orale per migliorare la votazione riportata allo scritto.

TEST DI AUTOVALUTAZIONE
(v. http://www.marcolombardi.org/teaching/STAL)

Durante il corso verrano forniti agli studenti dei test di
autovalutazione che dovranno essere svolti da tutti gli
studenti. I risultati dei test non verranno utilizzati in alcun
modo per la valutazione finale; il loro scopo è solo di
consentire a ciascun studente di controllare quanto appreso
e di seguire al meglio le lezioni frontali.
Propedeuticità
Nessuna. Si consiglia tuttavia di seguire e sostenere
l'esame di "Elementi di Calcolo" prima di affrontare l'esame
di Fisica (v. prerequisiti).
Prerequisiti e modalità di esame
Si danno per acquisiti tutti gli argomenti normalmente trattati nei programmi di matematica e fisica delle scuole superiori. Oltre a questi, si richiede di conoscere i seguenti argomenti.

CALCOLO
- Capacità di effettuare semplici operazioni algebriche in più variabili
- Risoluzione di semplici sistemi di equazioni
- Derivate ed integrali per funzioni in una variabile

GEOMETRIA
- Teoremi sui triangoli (teorema di Pitagora, Euclide)
- Trigonometria: definizioni delle funzioni trigonometriche e principali teoremi
- Area e perimetro delle principali figure piane
- Volumi e superfici dei solidi principali
Materiale didattico e bibliografia
WRITTEN TEST

The written exam consists of two parts: a short multiple
choice test, followed by series of open-ended problems. The
multiple test correction is provided immediately, and only
students who have passed this test may remain and take
the rest of the exam.

ORAL EXAM

At their discretion students can take an oral exam to
improve the mark obtained in the written.

SELF-ASSESSMENT TEST
(see http://www.marcolombardi.org/teaching/STAL)


During the course students will be provided with
assessment tests: these have to be carried out by all
students. The results of these tests will not be used in any
way for the final evaluation; their purpose is only to allow
each student to check what they have learned and follow
the best lectures.
mod.2: fisica tecnica
Programma
RICHIAMI DI FISICA ELEMENTARE
La struttura della materia.Grandezze e unità di misura.Comunicazione dei risultati ed errori di misura.Analisi dimensionale.
FONDAMENTI DEI FENOMENI DI TRASPORTO
Generalità Il concetto di flusso.Definizione di temperatura.Trasporto di calore: definizione d'energia interna e di caloreLa conduzione: la legge di Fourier, la conducibilità termica, il regime stazionario e transitorio, la conduzione attraverso pareti semplici e composte.La convezione: convezione forzata; convezione naturale; i numeri di Reynolds, Nusselt, Prandtl e Grashoff e le correlazioni.Lo scambio per convezione e conduzioneLe alettatureGli scambiatori di calore: tipologie e bilanci energetici; dimensionamento di massima.L'irraggiamento: lo spettro elettomagnetico, le proprietà delle onde; le principali leggi dell'irraggiamento (legge di Plank, di Stefan-Boltzmann, di Wien), lo scambio di calore tra oggetti di geometria semplice.
MISCELE GAS-VAPORE
Leggi dei gas perfetti; Miscele di aria e vapor d'acqua (aria umida); Grandezze caratteristiche dell'aria umida; Diagrammi psicrometrici; Principali trasformazioni dell'aria umida
Informazioni sul programma
L'esame è costituito da una prova scritta e da una prova
orale.
Propedeuticità
Matematica
Prerequisiti e modalità di esame
Algebra elementare, trigonometria
Materiale didattico e bibliografia
Exam: written test (exercises) and oral test.
Moduli o unità didattiche
mod.1: fisica
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 6
Lezioni: 48 ore

mod.2: fisica tecnica
ING-IND/11 - FISICA TECNICA AMBIENTALE - CFU: 5
Esercitazioni: 24 ore
Lezioni: 28 ore
Docente: Ferrari Enrico

Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
piano terra - dipartimento di fisica, via Celoria 16
Ricevimento:
Libero
Dipartimento di Ingegneria Agraria
Ricevimento:
Mercoledì dalle 14 alle 17 (previo appuntamento)
Proprio studio