Fisica e informatica

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
9
Crediti massimi
104
Ore totali
SSD
FIS/01 INF/01
Lingua
Italiano

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Moduli o unità didattiche
Modulo: Fisica
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 5
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 24 ore
Docente: Neri Nicola

Modulo: Informatica
INF/01 - INFORMATICA - CFU: 4
Esercitazioni: 32 ore
Lezioni: 16 ore
Docente: Mesiti Marco

Informazioni sul programma
Per la parte di Informatica lo scopo primario è di presentare alcuni strumenti applicativi per l'elaborazione dell'informazione di interesse chimico con particolare riferimento alla ricerca dell'informazione in banche dati, alla rappresentazione e all'analisi statistica dei dati. Il corso si propone inoltre di far acquisire allo studente adeguate abilità pratiche per un utilizzo efficace degli strumenti applicativi e dunque le attività nel laboratorio informatico costituiscono parte essenziale dell'insegnamento. Il corso di Fisica si propone di fornire metodi e strumenti scientifici generali. Partendo da una buona conoscenza degli argomenti di base della fisica classica, l'obiettivo è quello di far acquisire allo studente competenze che gli permettano di affrontare problematiche applicative differenti nel corso degli studi e nell'attività lavorativa in generale.
Prerequisiti e modalità di esame
Per la parte di Informatica, per seguire con efficacia l'insegnamento sono richieste delle abilità elementari sull'uso del calcolatore, sulla gestione dei file e sulle operazioni elementari per la gestione del foglio di calcolo.
La modalità d'esame relativamente alla parte di Informatica, consiste in una prova scritta divisa in due parti. Nella prima parte sarà richiesto di presentare una soluzione a dei problemi di carattere applicativo con l'ausilio del calcolatore e del materiale didattico. Nella seconda parte sarà richiesto di rispondere a dei quesiti sugli argomenti trattati nel corso.
L'esame consiste di una prova scritta.
Modulo: Informatica
Programma
· Argomenti di approfondimento:
- Il dato e l'informazione associata. Il dato e la sua rappresentazione.
- Studio del dato semplice (numerico e alfanumerico) e del dato strutturato: la molecola.
- Le banche dati fonte di informazione
- Introduzione all'architettura e al funzionamento dei calcolatori, alla rete Internet e al Web
· Laboratorio informatico:
- Strumenti per l'analisi statistica dei dati: uso avanzato del foglio di calcolo, calcolo di indici statistici, elaborazione di grafici e tabelle. Espressioni per il calcolo, per la selezione e la ricerca di dati nel foglio. Uso di funzioni statistiche nelle espressioni
- Strumenti per rappresentare le molecole ed estrarre dell'informazione dalle molecole. L'ambiente grafico e il linguaggio di script
Materiale didattico e bibliografia
1. Middleton, Michael R. "Analisi statistica con Excel"
2. Jmol: an open-source Java viewer for chemical structures in 3D (www.jmol.org)
3. Materiale didattico del corso disponibile settimanalmente sulla piattaforma "ariel"
Modulo: Fisica
Programma
Il Metodo Scientifico
· Cosa è la Fisica. · Studio di un fenomeno fisico. Metodo galileiano. · Grandezze fisiche: procedura di definizione. Grandezze fondamentali e derivate. · Misura e unità di misura. · Il Sistema Internazionale. · Grandezze scalari e vettoriali. · Proprietà e operazioni con i vettori. · Analisi dimensionale della grandezze fisiche.
Meccanica: Cinematica e Dinamica
· Legge oraria del moto. · Moto rettilineo. Velocità media ed istantanea. Accelerazione media ed istantanea. · Studio di alcuni moti particolari: moto rettilineo uniforme; moto uniformemente accelerato; moto circolare uniforme; moto armonico. · Prima legge della dinamica o principio di inerzia. · Sistema di riferimento inerziale; forze inerziali. · Seconda legge della dinamica. Definizione di forza e sua unità di misura; misura statica della forza: il dinamometro. · Definizione di massa inerziale. ·Forze elastiche e legge di Hooke. · Il problema della dinamica: equazioni del moto. · Il piano inclinato, la forza elastica, funi, carrucole, forze gravitazionali. · Terza legge della Dinamica. · Forza normale. · Attrito radente statico; attrito radente dinamico; coefficienti di attrito.
Lavoro ed Energia
· Dimensioni e unità di misura del lavoro; potenza; energia. · Lavoro della forza elastica. · Energia cinetica. · Teorema dell'energia cinetica. · Energia potenziale; forze conservative e dissipative. · Energia potenziale gravitazionale. · Differenza di energia potenziale. · Energia potenziale elastica. · Lavoro di una forza conservativa. · Conservazione dell'energia. · Energia di una molla elastica. · Conservazione dell'energia meccanica. · Impulso e quantità di moto. · Conservazione della quantità di moto. · Urti elastici ed anelastici.
Fluidi
Fluidostatica · Pressione in un fluido in quiete. Principio di isotropia. · Fluido in equilibrio. · Principio di Stevino. Applicazioni. · Principio di Pascal. · Manometri: misura della pressione atmosferica.. · Principio di Archimede. ·. Fluidodinamica · Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Esempio di Aneurisma· Legge di Poiseuille. · Moto di un fluido in regime laminare e turbolento. · Viscosità cinematica e dinamica. Viscosità del sangue. Fluidi Newtoniani e non Newtoniani. ·
Termodinamica
· Pressione, temperatura e termometri, stati termodinamici e variabili di stato, equilibrio termodinamico, funzioni di stato e equazioni di stato, l'equazione di stato del gas perfetto. Legge di Boyle, legge di Charles, legge di Gay-Lussac, principio di Avogadro, legge dei gas perfetti. Teoria cinetica dei gas. Calore, capacità termica, calore specifico, transizioni di fase, bilanci termici. Criogenia. Dilatazione termica: lineare, superficiale e cubica. Trasmissione del calore, conduzione, conducibilità termica, convezione, irraggiamento. Lavoro termodinamico, mulinello di Joule. Primo principio della termodinamica, energia interna di un gas. Isoterma reversibile, adiabatica reversibile, piano di Clapeyron, entropia del gas perfetto. Ciclo di Carnot, macchine termiche. Secondo principio della termodinamica; enunciati di Clausius e Kelvin e loro equivalenza, reversibilità e irreversibilità. Teorema di Carnot, temperatura termodinamica assoluta, disuguaglianza di Clausius. Entropia in trasformazioni generiche, entropia dell'universo, interpretazioni dell'entropia. Energia libera di Gibbs e applicazioni.
Elettrostatica e Correnti Continue
· Struttura atomica della materia. · Cariche elettriche. · Isolanti e conduttori. · Legge di conservazione della carica elettrica. · Induzione elettrostatica. · La legge di Coulomb. · Campo elettrico e linee di forza. · Principio di sovrapposizione. · Dipolo elettrico. · Intensità di corrente. · Flusso del campo elettrico. · Legge di Gauss. Applicazioni. · Potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica. Linee equipotenziali. · Condensatore. · Tubo a raggi catodici. · Corrente elettrica. Leggi di Ohm. · potenza elettrica.
Campi Magnetici
· Magneti. · Poli magnetici; linee di forza del campo magnetico. · Campo magnetico prodotto da corrente elettrica. · Forza prodotta da un campo magnetico su una corrente; su cariche in moto; tra due fili percorsi da corrente. · Legge di Ampère. · Campo magnetico generato da un conduttore rettilineo. · Spettrometro di massa. · Induzione elettromagnetica. · Flusso del campo magnetico. · Legge di Faraday Neumann. · Legge di Lenz.
Fenomeni Ondulatori
· Equazione di propagazione di un'onda. · Parametri caratteristici di un'onda. · Energia trasportata da un'onda. · Onde elettromagnetiche · La luce: onda/corpuscolo. · Effetto Doppler. · Riflessione e rifrazione. · Il principio di Huygens. · Interferenza e diffrazione.
Materiale didattico e bibliografia
Testo consigliato: Fisica, di D. C. Giancoli (Edizione CEA)
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici