Matematica e Statistica - Dipartimento di Fisica

FISICA
Docenti:
SSD:
Codifica dell’Ateneo:
Giuseppe Colizzi
Tipologia:
Integrato:
Ba
Anno di corso
Semestre
Sede lezioni:
1
CFU:
6 (48 ore frontali+24 tutoraggio)
FIS/01
No
1
Cittadella Universitaria di Monserrato
Obiettivi formativi
Fornire le nozioni fisiche di base, avendo attenzione a far anche riferimento a sistemi, fenomeni,
applicazioni e problematiche di carattere biologico. Gli argomenti affrontati saranno i seguenti:
cinematica e dinamica del punto materiale, l'energia e sue molteplici trasformazioni; nozioni elementari
di come possono essere trattati in modo elementare insiemi statistici di particelle come i fluidi (ideali e
reali) e i gas perfetti; nozioni basilari di termodinamica e meccanica statistica e le relazioni esistenti tra
esse; comprensione elementare del meccanismo fisico alla base delle tecniche di separazione come
sedimentazione, centrifugazione, elettroforesi; conoscenze basilari su origine e applicazioni dii rilievo
riguardo fenomeni elettro-magnetici (incluse le onde) e la realizzazione e risoluzione di semplicissimi
circuiti, unitamente a nozioni fondamentali circa i pericoli legati all'utilizzo dei dispositivi elettrici e delle
onde elettromagnetiche; cenni elementari di ottica principalmente geometrica, ma anche fisica, atte in
particolare alla comprensione dei principi fisici di funzionamento del microscopio ottico composto. Si
cerchera' di far acquisire le conoscenze menzionate in modo da stimolare la capacita' di problem solving
applicandole alla risoluzione di semplici problemi, in cui si chiedera' di dimostrare anche padronanza nella
gestione e trasformazione delle unita' di misura delle grandezze fisiche e dei semplici calcoli aritmetici
richiesti, nonche' avere una prima conoscenza pur quanto sommaria e elementare dei diversi tipi di
errori legati alla misurazione delle grandezze fisiche e degli accorgimenti adottabili per la loro riduzione a
seconda del contesto di applicazione.
Prerequisiti
Conoscenza dell’ algebra e della trigonometria. Nozioni di base di analisi matematica. Buona padronanza
operativa di queste conoscenze.
Propedeuticità
Descrittori europei
CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE.
Lo studente deve apprendere le nozioni di base della fisica classica per saper interpretare secondo il metodo
scientifico razionale (galileiano) basilari e semplici fenomeni naturali fondamentali, sapendo dare una descrizione quantitativa di
alcune semplici situazioni concrete, proposte attraverso esercizi, coinvolgenti semplici moti, forze, energia, meccanica dei fluidi,
termodinamica, elettromagnetismo, circuiti e ottica geometrica. Si cerchera' inoltre di fare costante riferimento a situazioni
coinvolgenti semplici sistemi biologici non sottraendosi a fare rapidi e semplici riferimenti delle nozioni secondo il punto di vista della
fisica moderna.
CAPACITA’ APPLICATIVE
Sviluppo delle capacita' di problem solving. Basilari nozioni sulll'effettuazione di misure e problematiche ad esse correlate
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Valutazione della didattica. Sviluppo di giudizio cirtico, razionale e logico. Superamento del ragionamento libresco, meccanico,
sterilmente procedurale.
ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE
Il corso contribuisce all’apprendimento del linguaggio scientifico in generale e a quello della fisica in
particolare, attraverso un' esposizione scritta e orale rigorosa, precisa, logica, puntuale, pertinente
sintetica ed esaustiva nella esposizione dei temi per quanto semplici e elementari.
CAPACITÀ DI APPRENDERE
Il corso di fisica stimola le capacità critiche mediante lo svolgimento di un ampio numero di esercizi su
tutti gli argomenti trattati, cercando di insegnare un approccio ai problemi generale,logico, non libresco
contribuendo ad uno sviluppo adeguato delle capacita' metacognitive, aiutando a sviluppare le interconnessioni e similitudini
esistenti tra i ragionamenti occorrenti per risolvere problemi in ambiti anche piuttosto differenti tra loro . Il corso si prefigge inoltre
di fornire una base necessaria per la comprensione di fenomeni relativi ad altre scienze e un metodo per poter apprendere in
autonomia saperi non direttamente affrontati durante il corso. Il corso dovrebbe inoltre contribuire a sviluppare capacita' un'
attitudine all'utilizzo consueto e pertinente della manualistica di lavoro.
Programma
Metodo scientifico e grandezze fisiche, loro misura e tipi di errori associati Sistemi di unità di misura.
Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni con i vettori. Cinematica del punto materiale. Moto rettilineo
uniforme, moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme. I principi della dinamica. Sistemi di
riferimento inerziali e non. Esempi di forze. Lavoro ed energia sua conservazione e sue molteplici forme e
possibili trasformazioni. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Principi di Archimede e Pascal, teorema di
Torricelli Dinamica dei fluidi ideali. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali.
Sedimentazione e centrifugazione. Calore ed energia. Equazione di stato dei gas perfetti. Principi della
termodinamica. Elementi di teoria cinetica dei gas. Entropia, temperatura e loro significato.
Trasformazioni di stato Elettrostatica. Legge di Coulomb. Conservazione e quantizzazione della carica.
Campo elettrico e potenziale elettrico. Capacità e condensatori. Intensità di corrente. Resistenza. Leggi di
Ohm. Circuiti elettrici elementari. Importanti dispositivi elettrici. Pericoli legati all'utilizzo dei dispositivi
elettrici. Cenni sul campo magnetico. Nozioni basilari su onde e spettro elettromagnetico compresi
importanti applicazioni e pericoli legati all'esposizione alle radiazioni elettromagnetiche. Ottica
geometrica. Leggi della riflessione e della rifrazione. Cenni sul fenomeno dell'interferenza e della
diffrazione. Lenti e microscopi.
Testi di riferimento
Testo principale
C. Giancoli, Fisica, seconda edizione (Casa Editrice Ambrosiana)
Altri testi
J. Walker, Elementi di Fisica (Zanichelli)
Per gli esercizi
M. Celasco, D. Panzieri, Duemila problemi di fisica completamente risolti, EGIG (1997)
Metodi e strumenti didattici
Lezioni frontali con proiezione di diapositive e video, unitamente a semplici esperimenti didattici alla cattedra,
visita al museo di fisica dell'ateneo. Tutoraggio per svolgimento quesiti e problemi. Assistenza didattica anche
on line attraverso email. Ricevimento.
Lingua di insegnamento:
italiano
Materiale didattico a disposizione degli studenti
Vengono messe a disposizione su uno spazio web le trasparenze mostrate durante la lezione. Sono inoltre
reperibili sullo stesso spazio, insieme ad altre utili informazioni sul corso, gli esercizi risolti e i testi dei
compiti proposti agli studenti in appelli precedenti. Viene anche fornito l'elenco completo di tutti gli
esercizi svolti durante il tutoraggio e un amplissimo elenco di possibili quesiti teorici della tipologia di
quelli proposti all'esame.
Modalità di iscrizione all’esame
Iscrizione tramite e-mail al docente e tramite la piattaforma on-line esse3 dell'ateneo .
Modalità d’esame
Gli studenti possono superare l’esame sostenendo con esito positivo due prove scritte durante il periodo
di svolgimento delle lezioni. Alternativamente possono sostenere una prova scritta generale. Non e'
possibile sostenere prove parziali durante gli altri periodi dell'anno.
Le prove scritte constano di semplici esercizi numerici, formulati in modo da dare maggior peso al senso
logico piuttosto che alle difficolta' di calcolo, correlati da quesiti teorici per e i quali e' per lo piu' richiesta
una risposta breve e immediata. Gli esercizi vertono su tutti gli argomenti di programma e un'attenzione
particolare e' riservata a quegli argomenti e competenze di particolare interesse nella formazione di un
biologo.
Prove orali sono comunque previste la dove il docente ne ravvisi la necessita' e in altre particolari
situazioni.