FISICA M - Z
Anno accademico 2022/2023 - Docente: SERGIO ORAZIO BATTIATORisultati di apprendimento attesi
Apprendimento dei concetti di base di fisica e capacità di un loro utilizzo per la soluzione di problemi.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali con esercitazioni.
Prerequisiti richiesti
Nessuno
Frequenza lezioni
Frequenza obbligatoria secondo le norme del regolamento didattico del CdS in CTF come riportato nel link: http://www.dsf.unict.it/corsi/lm-13_ctf/regolamento-didattico
Contenuti del corso
- Grandezze fisiche e unità di misura. Vettori e operazioni con i vettori.
- Cinematica: descrizione del moto: posizione, velocità ed accelerazione. Moto rettilineo e uniforme, moto uniformemente accelerato, moto circolare, moto armonico.
- Dinamica: forze e leggi della dinamica. Forza di gravità, forza d'attrito, forza elastica, forza d'attrito viscoso e sedimentazione, forza centrifuga e centrifugazione.
- Energia e lavoro: definizione di lavoro. Energia cinetica e teorema delle forze vive. Forze conservative e energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Conservazione dell'energia in presenza di forze d'attrito. Potenza.
- Statica dei fluidi: Pressione. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Misura della pressione e sfigmomanometro. Tensione superficiale, superfici curve e legge di Laplace, capillarità e legge di Jurin, embolia gassosa.
- Dinamica dei liquidi perfetti, portata e principio di continuità, teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Moto laminare e turbolento. Viscosità. Idrodinamica del circolo sanguigno.
- Lo stato gassoso: Leggi dei gas perfetti. Equazione di stato dei gas ideali. Teoria cinetica dei gas. I gas reali e l'equazione di stato di Van der Waals. Vapore saturo e tensione di vapore, diagramma PV per i gas reali (diagramma di Andrews).
- Termologia: temperatura e calore, calore specifico, energia interna e primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Cambiamenti di stato e calore latente. Propagazione del calore.
- Elettromagnetismo: Carica elettrica e forza di Coulomb. Campo elettrico e potenziale elettrico. Condensatori e capacità. Corrente elettrica, resistenza e leggi di Ohm. Circuiti elementari. Elettroforesi. Campo magnetico e fili percorsi da corrente. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa.
- Fenomeni ondulatori: Caratteristiche delle onde. Propagazione. Interferenza, onde stazionarie. Rifrazione e diffrazione. Caratteristiche dei suoni. La risposta dell'orecchio. Effetto Doppler. Ultrasuoni ed ecografia. Le onde elettromagnetiche e la luce.
- Ottica geometrica: Modello a raggi. Leggi della riflessione e della rifrazione. Lenti e formazione delle immagini. Occhio umano e difetti di convergenza.
Testi di riferimento
F. Borsa e A. Lascialfari, "Principi di Fisica", EdiSES
Giancoli, “Fisica”, Casa Editrice Ambrosiana
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Grandezze fisiche e loro misura; scalari, vettori e relative operazioni | Testo 1: cap 1; Testo 2: cap 1, cap. 3.1-3.4 |
| 2 | Cenni di cinematica: posizione, velocità e accelerazione medie ed istantanee; equazione del moto | Testo 1: cap. 2; Testo 2: cap. 2, cap. 5.1 |
| 3 | Forze e leggi della dinamica; forze di gravità e d'attrito; forza elastica | Testo 1: cap. 3; Testo 2: cap. 4 |
| 4 | Forza d'attrito viscoso e sedimentazione, forza centrifuga e centrifugazione | Testo 1: cap. 3.6-3.7 |
| 5 | Lavoro ed energia, energia cinetica e teorema dell'energia cinetica, forze conservative ed energia potenziale | Testo 1: cap. 5; Testo 2: cap.6.1-6.7 |
| 6 | Conservazione dell'energia in presenza di forze d'attrito | Testo 2: cap. 6.9 |
| 7 | Potenza | Testo 2: cap. 6.10 |
| 8 | Densità e pressione, principio di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede. Misura della pressione. | Testo 1: cap. 6.1-6.2; Testo 2: cap. 10.1-10.7 |
| 9 | Tensione superficiale, superfici curve e legge di Laplace, capillarità e legge di Jurin. Embolia gassosa. | Testo 3: cap. 5.19-5.24 |
| 10 | Dinamica dei fluidi perfetti, portata ed equazione di continuità, teorema di Bernoulli e sue applicazioni. | Testo 1: cap. 6.5; Testo 2: cap. 10.8-10.10 |
| 11 | Viscosità, regime laminare e turbolento, equazione di Poiseuille. | Testo 1: cap. 6.6; Testo 2: cap. 10.11-10.12 |
| 12 | Leggi dei gas perfetti, equazione di stato dei gas perfetti, i gas reali ed equazione di stato di Van der Waals, vapore saturo e tensione di vapore, diagramma PV per i gas reali (diagramma di Andrews). | Testo 1: cap.7.1-7.3; Testo 2: 13.5-13.8 |
| 13 | Teoria cinetica dei gas | Testo 2: cap. 13.9 |
| 14 | Temperatura e termometri, equilibrio termico e principio zero della termodinamica, dilatazione termica. Calore, capacità termica e calore specifico, trasformazioni termodinamiche e lavoro, energia interna e primo principio della termodinamica, cambiamenti di fase e calore latente. | Testo 1: cap. 8.1-8.8; Testo 2: cap. 13.2-13.4, 14.1-14.5, 15.1-15.2 |
| 15 | Propagazione del calore | Testo 1: cap. 9.1-9.2; Testo 2: cap. 14.6-14.8 |
| 16 | Termoregolazione degli animali a sangue caldo | Testo 1: cap. 9.6 |
| 17 | Cariche elettriche, forza di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, condensatori e capacità. | Testo 1: cap. 13.1-13.4, 13.6-13.8; Testo 2: 16.1-16.9, 17.1-17.8 |
| 18 | Corrente, resistenza e legge di Ohm; circuiti elementari; potenza | Testo 1: cap. 13.9-13.12, 13.21; Testo 2: cap. 18.2-18.5, 19.1-19.5 |
| 19 | Conduttori elettrolitici; elettroforesi. | Testo 1: cap. 13.13-13.14 |
| 20 | Campo magnetico; fili percorsi da corrente; forza di Lorentz. | Testo 1: cap. 13.15-13.17; Testo 2: cap. 20.1-20.7 |
| 21 | Spettrometro di massa | Testo 2: cap. 20.10 |
| 22 | Caratteristiche delle onde, propagazione, interferenza, onde stazionarie, rifrazione e diffrazione. | Testo 1: cap. 10.1-10.4; Testo 2: cap. 11.6-11.14 |
| 23 | Caratteristiche dei suoni, risposta dell'orecchio umano, effetto doppler, ultrasuoni ed ecografia. | Testo 2: cap. 12.1-12.3, 12.6-12.7 |
| 24 | Le onde elettromagnetiche | Testo 2: cap. 22.2-22.3 |
| 25 | Riflessione e specchi piani | Testo 2: cap. 23.2 |
| 26 | Rifrazione e legge di Snell | Testo 1: cap. 11.2; Testo 2: cap. 23.3-23.4 |
| 27 | Dispersione della luce | Testo 1: cap. 11.3 |
| 28 | Riflessione totale | Testo 2: cap. 23.5 |
| 29 | Il diottro | Testo 1: cap. 11.4 |
| 30 | Lenti sottili | Testo 1: cap. 11.5; Testo 2: cap. 23.7-23.8 |
| 31 | Occhio umano e difetti di convergenza | Testo 1; cap. 11.8-11.10; Testo 2: cap. 25.2 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova scritta consistente in 5 esercizi da svolgere nel tempo di un'ora, seguita da prova orale.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Contattare il docente per esempi tipici di esercizi