Fondamenti di fisica applicata (2013/2014)

Codice insegnamento
4S02732
Docente
Federico Boschi
Coordinatore
Federico Boschi
crediti
6
Settore disciplinare
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
I semestre dal 1-ott-2013 al 31-gen-2014.

Orario lezioni

I semestre
Giorno Ora Tipo Luogo Note
martedì 11.30 - 13.30 lezione Aula Berni (Lebrecht) dal 8-ott-2013  al 31-gen-2014
martedì 14.30 - 16.30 lezione Aula Berni (Lebrecht)  

Obiettivi formativi

Il corso si prefigge di fornire agli studenti le conoscenze di base sui fenomeni meccanici, termodinamici elettromagnetici e ottici e la capacità di usare in modo predittivo le leggi che regolano i suddetti fenomeni. Scopo del corso è di fornire inoltre i fondamenti del metodo sperimentale e i concetti attraverso i quali lo studente possa approfondire ed affrontare autonomamente problemi che coinvolgono fenomeni fisici.
Il corso comprende numerose esercitazioni numeriche intese a mettere lo studente in condizioni di affrontare e superare la prova dell'esame finale.

Programma

Grandezze fisiche, vettori, esercizi. Derivata di una funzione, calcolo, esempi ed esercizi. Teorema Fermat e teorema di Rolle.

MECCANICA:
Posizione, spostamento, moto unidimensionale vario, moto rettilineo uniforme. Velocità media e velocità istantanea. Esercizi.
Accelerazione, moto rettilineo uniformemente accelerato. Esercizi. Moto bidimensionale, accelerazione radiale, accelerazione tangenziale. Moto circolare uniforme. Esercizi.
Esercizi. Leggi del moto (I, II, III). Moto dei gravi. Moto di un proiettile. Quantità di moto. Massa inerziale. Peso. Esercizi.
Piano inclinato liscio. Carrucola. Forze di attrito. Moto armonico. Forza elastica. Esercizi. Lavoro di una forza. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale.
Energia potenziale gravitazionale. Teorema dell’energia meccanica. Esercizi
Conservazione della quantità di moto. Urti elastici, anelastici, perfettamente anelastici. Esercizi. Legge di gravitazione universale. Potenza. Esercizi.

FLUIDODINAMICA:
Pressione, densità, peso specifico, legge di Stevino, pressa idraulica, barometro di Torricelli, manometro a tubo aperto, principio di Archimede. Esercizi.
Fluido ideale, moto stazionario, moto non turbolento, Portata. Equazione di continuità. Tubo di Venturi. Esercizi. Teorema di Torricelli (serbatoio). Applicazioni. Esercizi.
Forza di Stokes. Attrito nei fluidi.

TERMODINAMICA
Dilatazione termica di solidi e liquidi (lineare, superficiale, di volume). Esercizi. Contatto termico, equilibrio termico, legge zero della termodinamica, termometri a gas, temperatura assoluta. Gas perfetto. Equazione di stato dei gas perfetti. Esercizi. Calore, energia interna, equivalente meccanico del calore, capacità termica, calore specifico, calore latente. Esercizi.
Convezione, conduzione, irraggiamento.
I principio della termodinamica. Lavoro e calore nelle trasformazioni termodinamiche. Applicazioni del I principio. Trasformazioni cicliche, espansione libera, trasformazioni adiabatiche, isobare, isocore, isoterme.
II principio della termodinamica (Enunciati di Kelvin-Plank, Clausius, Kelvin). Macchina termica, rendimento termico. Esercizi
Frigorifero, coefficiente di prestazione. Esercizi.

ELETTROLOGIA - ELETTROMAGNETISMO
Cariche elettriche. Legge di conservazione della carica. Isolanti, conduttori, elettroscopio. Forza di Coulomb, campo elettrico. Esercizi. Energia potenziale, il potenziale elettrostatico.
Linee e superfici equipotenziali. Capacità elettrica. Generatore di corrente. Corrente elettrica. Legge di Ohm, resistenza e resistività. Esercizi. Potenza elettrica, effetto Joule. Corrente alternata. Circuiti in corrente continua. Resistori in serie e parallelo. Esercizi.
Poli magnetici, intensità del campo magnetico. Forza agente su filo percorso da corrente. Carica in un campo magnetico, forza di Lorentz, raggio di Larmor. Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente. Campo in un solenoide.
Forze agenti tra fili percorsi da corrente. Esercizi. Onde elettromagnetiche (generazione, spettro, lunghezze d’onda).

OTTICA
Principi dell’ottica geometrica.
Riflessione, leggi della riflessione, specchio piano. Specchio sferico concavo, legge dei punti coniugati, fuoco oggetti, fuoco immagini, costruzioni delle immagini. Immagini reali, immagini virtuali. Ingrandimento lineare. Specchi sferici concavi. Esercizi. Rifrazione, leggi della rifrazione, indice di rifrazione assoluto e relativo. Diottro sferico, diottro piano, esempi.
Lenti sottili convergenti, lenti sottili divergenti. Legge dei costruttori di lenti. Costruzione delle immagini. Occhio umano: miopia e ipermetropia.

Modalità d'esame

L'esame finale si basa su una prova scritta di esercizi relativi ai diversi argomenti trattati nel corso.

Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

Statistiche esiti
Esiti Esami Esiti Percentuali Media voti Deviazione Standard
Positivi 100.0% 24 2
Respinti --
Assenti --
Ritirati --
Annullati --
Distribuzione degli esiti positivi
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 e Lode
0.0% 0.0% 0.0% 33.3% 0.0% 0.0% 0.0% 33.3% 33.3% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%

Valori relativi all'AA 2013/2014 calcolati su un totale di 3 iscritti. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.