OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di fornire agli studenti i principi ed i metodi della fisica classica, concentrandosi su concetti biologici correlati: meccanica del punto materiale, fluidi, termodinamica, elettromagnetismo, ottica geometrica e fisica. L'attività pratica è finalizzata a fornire le competenze per eseguire misure in un laboratorio e per analizzare i dati sperimentali ottenuti con metodi statistici. Corso (B). Il corso fornisce i fondamenti di statistica e di analisi della teoria degli errori che permettono agli studenti di confrontare i risultati tra due esperimenti diversi e tra il risultato di un esperimento e la sua previsione teorica. Attraverso la pratica in laboratorio, gli studenti impareranno a riconoscere le caratteristiche fisiche, a distinguere gli ordini di grandezza, a sviluppare il ragionamento induttivo.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

In particolare gli obiettivi formativi del corso sono:

- acquisire i concetti e i principi base della fisica classica che intervengono in gran parte dei fenomeni investigati nelle discipline scientifiche

- acquisire la capacità di risolvere semplici problemi di fisica in modo quantitativo

PREREQUISITI

Conoscenze di matematica di base

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali

Esercitazioni in laboratorio

Le lezioni frontali di fisica forniscono agli studenti i principi ed i metodi della fisica classica utili allo studio dei fenomeni biologici. Scopo delle esercitazioni di laboratorio è di insegnare i principi ed i metodi della misura attraverso l’uso dei più comuni strumenti di laboratorio e l’elaborazione statistica e grafica dei dati ottenuti.

Per il primo semestre, le lezioni saranno effettuate possibilmente in presenza, garantendo comunque la fruizione delle lezioni anche a distanza, mediante videoregistrazione, sincrona o asincrona. Le esercitazioni di laboratorio saranno organizzate possibilmente in presenza, eventualmente con più turni.

Tutte le attività in presenza saranno effettuate nel rispetto dei limiti di capienza delle aule/laboratori e del distanziamento, previsti dalla normativa vigente a seguito dell'emergenza COVID19.

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso è strutturato in modo da dare allo studente nozioni base nell’ambito della meccanica, dell’elettromagnetismo, dell’ottica e della termodinamica. I principali argomenti trattati sono:

• Richiami di calcolo vettoriale e di cinematica
• Meccanica dei solidi: principi della dinamica, le forze, lavoro, potenza, energia, conservazione dell’energia meccanica, quantità di moto, urti tra particelle
• Meccanica dei fluidi: statica dei fluidi (principio di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede), dinamica dei fluidi ideali (equazione di continuità, teorema di Bernoulli) e reali (viscosità, legge di Poiseuille, numero di Reynolds, legge di Stokes), fenomeni di superficie (tensione superficiale, legge di Laplace, capillarità e legge di Jurin)
• Elettromagnetismo: carica elettrica, legge di Coulomb, campo elettrico e potenziale, capacità e condensatori, corrente elettrica, resistenze, semplici circuiti, leggi di Kirchhoff, campo magnetico, forza di Lorentz, forza magnetica su filo percorso da corrente, induzione magnetica (legge di Faraday-Neumann-Lenz)
• Onde elettromagnetiche: proprietà generali, polarizzazione
• Ottica: ottica geometrica (riflessione e rifrazione, leggi di Snell, specchi e lenti sottili, legge dei punti coniugati, strumenti ottici), cenni di ottica fisica (interferenza e diffrazione, limite di risoluzione di uno strumento ottico)
• Termodinamica: termometria e calorimetria (scale termometriche, quantità di calore, capacità termica e calore specifico, passaggi di stato, propagazione del calore), variabili termodinamiche, equazioni di stato, gas perfetti e gas reali, trasformazioni termodinamiche, energia interna, primo principio della termodinamica, macchine termiche e frigorifere, entropia, secondo principio della termodinamica, potenziali termodinamici.

Le esercitazioni di laboratorio sono 4: meccanica (piano inclinato e moto del proiettile), misure elettriche (retta di carico di un generatore), ottica (verifica della legge dei punti coniugati) e termodinamica (calcolo del calore specifico di una sostanza).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

- Giancoli ‘Fisica’ Casa Editrice Ambrosiana

Inoltre, su AulaWeb sono a disposizione testi di esercizi e il materiale usato a lezione.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ALESSANDRA PESCE (Presidente)

CESARE USAI

ORNELLA CAVALLERI (Presidente Supplente)

PAOLO CANEPA (Supplente)

GIULIA PINTO (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

21 settembre 2020-22 gennaio 2021   e 15 febbraio 2021-11 giugno 2021

Orari delle lezioni

FISICA E LABORATORIO DI MISURE FISICHE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è costituito da una parte scritta (problemi di fisica sugli argomenti svolti durante il corso) e da una parte orale sia di fisica (prendendo spunto dagli esercizi svolti nell'esame scritto) che di laboratorio (prendendo spunto dalle esperienze svolte in lab). Durante lo svolgimento dell'insegnamento sono previsti tre compitini di fisica in itinere che, se superati tutti con almeno 18/30, permettono di non sostenere l'esame orale di fisica e di poter accedere direttamente all'esame orale di laboratorio.

Nel caso in cui non sia possibile svolgere le lezioni in presenza, i compitini di fisica in itinere non verranno svolti. Gli studenti potranno sostenere l’esame di fisica scritto e orale negli appelli d’esame a partire da gennaio 2021.

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame è diviso in due parti: una di fisica e una di laboratorio. Il voto finale è dato dalla media pesata dei voti ottenuti nelle due parti. L’esame di fisica è costituito a sua volta da una parte scritta e da una parte orale. La parte scritta consiste nella risoluzione di problemi cui vengono assegnati punteggi diversi che tengono conto delle diverse difficoltà, mentre la parte orale, a cui si accede solo dopo aver superato la prova scritta, consiste in un colloquio. Entrambe le parti dell’esame di fisica vertono su argomenti del programma svolto a lezione e hanno lo scopo di verificare il raggiungimento degli obiettivi formativi. L’esame di laboratorio è costituito da una prova orale in cui vengono valutate le conoscenze acquisite durante le esperienze di laboratorio. Entrambi gli esami orali sono svolti da una commissione composta da almeno due docenti di ruolo e hanno una durata media di 30 minuti. Quando gli obiettivi formativi non sono raggiunti, lo studente è invitato a verificare meglio le sue conoscenze avvalendosi anche di ulteriori spiegazioni contattando il docente titolare del corso di insegnamento.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Si consiglia fortemente di seguire le lezioni frontali. Per le esercitazioni di laboratorio la frequenza è obbligatoria. E' previsto il recupero di una (solo una) delle esperienze di laboratorio. Nel caso non si svolga più di una esperienza di laboratorio, non si può dare l'esame e si deve nuovamente seguire il laboratorio.