Università degli Studi di Foggia Dipartimento di Scienze Agrarie, degli Alimenti e dell’Ambiente AiQ-CdS SAFE Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Agrarie /Scienze e Tecnologie Alimentari Anno Accademico 2016/2017 Scheda dell’insegnamento: FISICA Docente: dott.ssa Donatella Cocca Codifica di Ateneo dell’insegnamento * S.S.D. dell’insegnamento FIS/07 Anno di Corso I Crediti (CFU) 6 Periodo II Semestre FISICA Prerequisiti Propedeuticità Matematica ORGANIZZAZIONE DIDATTICA Lezioni ex-cathedra e/o seminari CFU: 4 Ore: 32 Esercitazioni in aula e/o di laboratorio Altre attività formative (specificare): CFU: 2 Ore: 24 Obiettivi formativi Fornire le conoscenze di base necessarie alla comprensione dei fenomeni fisici fondamentali, con particolare riferimento alla meccanica dei solidi, alla meccanica dei fluidi, ai fenomeni elettrostatici e elettromagnetici, ai fenomeni ondulatori Risultati d’apprendimento attesi Discutere i metodi per eseguire correttamente l'analisi delle forze in semplici sistemi meccanici, applicare ad un sistema fisico in modo appropriato le leggi di conservazione, comprendere il concetto di campo ed il suo uso per la descrizione dei fenomeni fisici, utilizzare correttamente le unità di misura delle grandezze fisiche e conoscere i fattori di conversione tra unità di misura omogenee. Modalità di erogazione dell’insegnamento (tradizionale, a distanza, e-learning…) tradizionale Testi consigliati, Elementi di FISICA edizione PICCIN; Fisica Applicata edizione EMSI Strumenti e attività a supporto della didattica Le lezioni vengono svolte sia con il supporto della videoproiezione, sia con l’ausilio della lavagna La verifica dell’apprendimento si articola attraverso una prova Scritta in modalità test a risposta multipla superata la quale si potrà accedere alla prova Orale che si comporrà di tre domande su argomenti teorici Modalità e criteri di verifica dell’apprendimento Altre informazioni reperibili sul sito web * Non previste Orari delle lezioni ed eventuali spostamenti;orari di ricevimento del docente; calendario degli esami; indirizzo di posta elettronica del docente, curriculum del docente. La codifica d’Ateneo dell’insegnamento può essere richiesta telefonicamente o via e-mail alla dott.ssa Valeria Gentile (c/o Segreteria Didattica di Facoltà, tel. 0881/589301, e-mail: [email protected]). Programma dettagliato dell’insegnamento, materiali e metodi didattici: Lezioni in aula con esercitazioni in aula relative ad ogni singolo argomento trattato. Programma analitico dell’insegnamento Introduzione Grandezze fisiche, concetto di misura, sistemi di unità di misura, equazioni dimensionali, scalari, vettori, operazioni con vettori. Moto Concetto di moto, posizione e spostamento, velocità scalare media ed istantanea, accelerazione scalare media ed istantanea, moto rettilineo uniforme e vario, caduta libera, velocità ed accelerazione vettoriali, moto piano, modo del proiettile, moto circolare uniforme e vario, accelerazione tangenziale e normale, cinematica rotazionale, velocità ed accelerazione angolare, periodo e frequenza, moto armonico. Dinamica del punto Concetto di forza, le tre leggi della dinamica, la massa, la forza peso, tensioni e vincoli, la forza elastica, la forza di attrito, la forza centripeta, lavoro di una forza, energia cinetica, teorema dell'energia cinetica, potenza, forze conservative, energia potenziale, la conservazione dell’energia meccanica, l’energia nel moto armonico, grafici della energia potenziale, cenni ai sistemi dissipativi. Dinamica dei sistemi La quantità di moto, il centro di massa, moto del centro di massa, quantità di moto di un sistema, principio di conservazione della quantità di moto, impulso e forze impulsive, momento di una forza, momento della quantità di moto, conservazione del momento della quantità di moto, energia e momento del moto rotatorio intorno ad un asse fisso, il momento di inerzia, il moto rotatorio intorno ad un asse fisso, i pendoli, condizione di equilibrio, cenni all’equilibrio di corpi vincolati. Meccanica dei fluidi Proprietà generali dei fluidi, pressione e densità, legge di Stevino, legge di Pascal, legge di Archimede e galleggiamento, la pressione atmosferica, la pressione nei gas, interpretazione cinetica della temperatura, tensione superficiale, legge di Laplace, capillarità, legge di Jurin, concetti generali sul moto dei fluidi, linee di flusso ed equazione di continuità, equazione di Bernoulli e sue applicazioni. Venturimetro. Fluidi reali. Moto laminare e turbolento. Moto dei liquidi reali e viscosità. Legge di Poiseille. Termologia e leggi dei gas perfetti Equilibrio termodinamico e concetto di temperatura. Principio zero della termodinamica. Termometri e scale termometriche di Celsius e di Fahrenheit. Punto triplo dell’acqua. Dilatazione termica lineare e volumica. Legge di Boyle-Mariotte, legge di Charles e di Gay-Lussac; scala della temperatura assoluta di un gas. Equazione di stato dei gas perfetti. Calore come forma di energia in transito. Capacità termica, calore specifico e calore specifico molare. Misura del calore specifico. Esperienza di Joule ed equivalente meccanico del calore. Cambiamenti di stato, calori latenti. Trasmissione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento. Diffusione e legge di Fick. Termodinamica Trasformazioni termodinamiche reversibili ed irreversibili. Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni isocore, isobare, isoterme ed adiabatiche. Espansione libera. Equazione di Poisson di una trasformazione adiabatica. Calore specifico molare di un gas perfetto a pressione (Cp) e volume costante (Cv). Relazione di Mayer. Teoria cinetica dei gas perfetti. Interpretazione microscopica della pressione. Interpretazione cinetica della temperatura ed energia cinetica media molecolare. Energia interna di un gas perfetto. Calcolo di Cv dei gas monoatomici, con la teoria cinetica dei gas. Ciclo termodinamico; principio delle macchine termiche e frigoriferi. Rendimento di una macchina termica e coefficiente frigorifero. Ciclo di Carnot e suo rendimento. Teorema di Carnot. Secondo principio della termodinamica. Enunciati di Clausius e di Kelvin. Concetto di entropia. Entropia nelle trasformazioni reversibili ed irreversibili. Calcolo dell’entropia nell’espansione libera. Entropia e II principio della termodinamica; sua equivalenza con gli enunciati di Clausius e di Kelvin. Entropia e disordine. Cenni di Entalpia Elettrostatica Concetto di carica elettrica, conduttori ed isolanti, legge di Coulomb, campo elettrico, campo elettrico del dipolo, campo elettrico conservativo, potenziale elettrostatico, teorema di Gauss, conduttori in equilibrio, campo di: un piano infinito carico, di una sfera conduttrice carica e di un guscio sferico carico, concetto di capacità, condensatori, condensatore piano e sferico, energia elettrostatica, condensatori in serie e parallelo. Corrente elettrica Corrente elettrica, resistività, legge di Ohm, forza elettromotrice, resistenze in serie e in parallelo, potenza di una corrente, effetto Joule. Magnetismo ed elettromagnetismo Definizione operativa del campo magnetico B, forza di Lorentz, moto di cariche in un campo magnetico, interazioni fra campo B e correnti, campo magnetico di un filo rettilineo percorso da corrente, teorema di Ampere e teorema di Gauss per il magnetismo, interazioni fra correnti, il solenoide, induzione elettromagnetica e legge di Faraday, induttanza, energia del campo magnetico, campo elettrico indotto e cenni alla teoria di Maxwell e alle onde elettromagnetiche. Fenomeni ondulatori Concetto e proprietà generali delle onde, onde elastiche, lunghezza d’onda e frequenza, equazione delle onde, onde sinusoidali, velocità delle onde trasversali, velocità dell’onde longitudinali, velocità del suono, onde di pressione, decibel, potenza ed intensità di un onda, onde sferiche, proprietà delle onde elettromagnetiche, velocità della luce, energia ed intensità di un onda elettromagnetica, spettro elettromagnetico. University of Foggia Department of the Sciences of Agriculture, Food Environment AiQ-CdS SAFE Bachelor Degree Programme Academic Year: 2016/2017 Subject title: PHYSICS Lecturer: dott.ssa Donatella Cocca Academic year 2014-15 SSD (scientific area) FIS/07 CFU (Credits) 6 Programme year II Academic period II Semester FISICA TEACHING ORGANIZATION: Lectures /seminars Credits 4 Hours: 32 Practical activities Other activities Credits 2 None Hours: 24 Objectives The course will provide the basic knowledge required for the comprehension of fundamental physical processes. In particular, the course will focus on the mechanics of solids and fluids, on electromagnetic phenomena and the physical description of waves. The student must be able to discuss the methods required to analyse the forces in simple mechanical systems, to apply conservation laws appropriately, to understand the concept of field and its application to the description of physical phenomena, to master the units for physical quantities and the conversion factors among them. Expected learning results Textbooks Motion, Work, Energy, Static and equilibrium, Fluid , Electric field, Capacitance, Magnetic field, Wave Mode of delivery of teaching (traditional, at a distance, e-learning..) traditional Examination method Written and Oral