- Oggetto:
- Oggetto:
Fisica
- Oggetto:
Physics
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- AGR0016
- Docente
- Maria Margherita Obertino (Affidamento interno)
- Corso di studio
- [001703] TECNOLOGIE ALIMENTARI
- Anno
- 1° anno
- Periodo
- Secondo semestre
- Tipologia
- A - Di base
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Erogazione
- Convenzionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Scritto più orale facoltativo
- Prerequisiti
-
Sono richieste conoscenze di algebra, calcolo vettoriale, trigonometria, nonché i concetti di base del calcolo differenziale ed integrale. La frequenza all'insegnamento di matematica è fortemente consigliata.
A good knowledge of algebra, vectorial calculus and trigonometry is required, as well as the basics of differential and integral calculus. The attendance to the course of Mathematics is strongly recommended. - Propedeutico a
-
Nessuno
None - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento afferisce all'area di apprendimento della formazione e strumenti di base e intende fornire gli elementi necessari per la comprensione dei principali fenomeni fisici e delle leggi che li regolano. Si approfondiranno maggiormente gli argomenti di base considerati necessari per affrontare con una solida preparazione le successive aree formative. Per motivare studenti e studentesse nello studio questa disciplina la trattazione formale sarà integrata con la presentazione di applicazioni a casi concreti, con particolare riferimento al settore alimentare e vinicolo quando possibile.
All the arguments are included in the area of introductory studies.
The course is meant to provide the basic elements necessary for the understanding of natural physical phenomena and their laws. It is focused on the concepts necessary for a better understanding of the arguments that students encounter in their carrier, and is carried out with particular reference to applications, specifically in the food and wine sector whenever possible.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del periodo di insegnamento si saranno apprese:
- le basi del metodo scientifico, comuni a tutte le discipline sperimentali;
- una scelta significativa di argomenti di fisica classica, presentati anche mediante esperienze di vita quotidiana o applicazioni al settore alimentare e vinicolo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Le nozioni acquisite e le attività condotte nel corso dell'insegnamento consentiranno di:
- analizzare un problema;
- individuare le leggi fisiche che regolano i fenomeni coinvolti;
- giungere alla definizione di adeguate strategie di soluzione.
Abilità comunicative
Al termine del periodo di insegnamento studenti e studentesse saranno in grado di utilizzare una corretta terminologia e un linguaggio tecnico-scientifico adeguato alla trattazione delle tematiche apprese.
Knowledge and understanding
The course provides the student with the basis of the scientific method common to all experimental disciplines, together with a significant choice of topics in classical physics, including examples from everyday life and applications to the food and wine sector.
Applying knowledge and understanding
The course will enable students to:
- analyse problems;
- identify physical laws governing the involved phenomena;
- find adeguate solution strategies.
Communication skills
The course will enable students to use an appropriate scientific language.
- Oggetto:
Programma
- Grandezze fisiche e unità di misura
Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Il sistema internazionale. Analisi dimensionale. Conversione unità di misura. Notazione scientifica. Calcoli ordini di grandezza. Grandezze scalari. Grandezze vettoriali.
- Cinematica
Sistema di riferimento. Posizione, traiettoria. Velocità media e istantanea. Accelerazione media, istantanea, tangenziale e radiale. Diagramma moto. Moto unidimensionale. Moto rettilineo, moto uniforme, moto uniformemente accelerato. Caduta di un grave. Moto in due dimensioni. Moto parabolico. Moto periodico, periodo e frequenza. Moto armonico semplice. Moto circolare uniforme. Posizione, velocità e accelerazione angolare; relazioni fra grandezze rotazionali e traslazionali.
- Dinamica: forze e leggi di Newton
Concetto di forza. Le tre leggi di Newton. Forza gravitazionale. Differenza tra massa e peso. Condizione equilibrio traslazionale. Forza normale. Forza centripeta. Forza elastica. Attrito statico e dinamico.
- Dinamica: lavoro ed energia
Lavoro meccanico. Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica. Forze conservative e energia potenziale. Energia meccanica e conservazione. Lavoro forze non conservative. Potenza.
- Quantità di moto e urti
Impulso di forza e quantità moto. Sistemi isolati e conservazione quantità di moto. Urti elastici ed anelastici in una dimensione.
- Corpi rigidi in rotazione e statica
Energia cinetica rotazionale. Momento d'inerzia. Momento di una forza. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi di corpi rigidi in equilibrio statico. Leve. Centro di massa e baricentro.
- Meccanica dei fluidi: idrostatica
Densità. Pressione. Principio di Pascal. Pressione idrostatica e legge di Stevino. Legge di Archimede e galleggiamento.
- Meccanica dei fluidi: fluidodinamica
Fluidi ideali. Portata di un fluido. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli e applicazioni.
Fluidi reali. Viscosità. Resistenza idrodinamica. Legge di Hagen-Poiseuille. Flusso laminare e turbolento. Forza attrito viscoso e legge di Stokes. Sedimentazione. Centrifugazione.
Tensione superficiale. Forze adesione e coesione. Capillarità e legge di Jurin.
- Temperatura e gas perfetti
Temperatura e equilibrio termico. Descrizione macroscopica gas perfetti e equazione di stato.
- Calorimetria e termodinamica
Calore. Capacità termica e calore specifico. Cambiamenti fase e calore latente. Meccanismi di trasmissione calore: convezione, conduzione ed irraggiamento. Legge di Fourier. Spettro emissione corpo nero, ipotesi di Planck e legge di Wien.
Lavoro in trasformazione termodinamica. Energia interna. Primo principio termodinamica. Trasformazioni termodinamiche: trasformazione isobara, isocora, isotermica ed adiabatica.
Macchine termiche e secondo principio termodinamica. Rendimento termodinamico. Processi reversibili ed irreversibili. Macchine frigorifere.
- Onde meccaniche e suono
Caratteristiche di un'onda: frequenza, periodo, lunghezza d'onda, velocità. Onde longitudinali e trasversali. Onde acustiche, infrasuoni, suoni e ultrasuoni. Intensita di un'onda, livello intensità e pressione sonora. Il decibel.
- Elettricità e magnetismo
Carica elettrica, legge di Coulomb. Campo elettrico. Energia potenziale elettrostatica, potenziale elettrico e differenza di potenziale.
Corrente elettrica. Resistenza elettrica e prima legge di Ohm. Resistività e seconda legge di Ohm. Circuiti elettrici in corrente continua e in corrente alternata. Potenza nei circuiti elettrici. Effetto Joule. Resistenze in serie e parallelo. Capacità elettrica e condensatori. Energia immagazzinata in condensatore.
Campo magnetico. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa. Forza magnetica su filo percorso da corrente. Campi magnetici prodotti da correnti (filo rettilineo, spira e solenoide). Legge di Ampere. Flusso campo magnetico. Legge di Faraday-Lenz. Leggi di Maxwell e onde elettromagnetiche.- Onde elettromagnetiche
Caratteristiche principali onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Effetto fotoelettrico. Natura corpuscolare onde elettromagnetiche; fotone.
- Physics and measurement
Fundamental and derived quantities. Units of measurement. The international System of units (SI system). Dimensional analysis. Convertion of units. Scientific notation. Order-of-magnitude calculations. Vector and scalar quantities.
- Kinematics
Coordinate systems. Position and trajectory. Average and instantaneous velocity. Average and instantaneous, centripetal and tangential acceleration. Motion diagrams. One-dimensional motion. Rectilinear motion. One-dimensional motion at a constant velocity. One-dimensional motion at a constant acceleration. Freely falling objects. Two-dimensional motion. Parabolic motion. Periodic motion, period and frequency. Simple harmonic motion. Uniform circular motion. Angular position, velocity and acceleration. Relation between angular and linear quantities.
- Dynamics: forces and laws of motion
The concept of force. Newton's laws. Gravitational force. Mass and weight. Translational Equilibrium. Normal force. Centripetal force. Elastic force. Force of static and kinetic friction.
- Dynamics: energy and work
Work done by a force. Kinetic energy and work-kinetic energy theorem. Conservative forces and potential energy. Mechanical energy and its conservation. Work of non-conservative forces. Concept of power.
- Linear momentum and collisions
Impulse and linear momentum. Isolated systems and linear momentum conservation. Elastic and inelastic collisions in one dimension.
- Rotation of rigid objects and statics
Rotational kinetic energy. Moment of inertia. Torque. Conditions of static equilibrium. Examples of rigid object in static equilibrium. Levers. The center of mass and the center of gravity.
- Hydrostatics
Density. Pressure. Pascal's law. Variation of pressure with depth. Archimede's principle.
- Fluid dynamics
Ideal fluid. Flow rate. Equation of continuity. Bernoulli's equation. Applications of Bernoulli's equation.
Real fluid. Viscosity. Hydrodynamic resistance. Hagen-Poiseuille's law. Laminar and turbulent flow. Viscous resistance and Stokes' law. Sedimentation. Centrifugation.
Surface tension. Cohesive and adhesive forces. Capillarity. Jurin's law.
- Temperature and gases
Temperature and thermal equilibrium. Macroscopic description of an ideal gas. Equation of state for an ideal gas.
- Heat and laws of thermodynamics
Heat. Heat capacity and specific heat. Phase changes and latent heat. Mechanisms of heat transfer: convection, conduction and radiation. Fourier’s law. Black Body spectrum, Planck hypothesis and Wien's law.
Work in a thermodynamic process. Internal energy. The first law of Thermodynamics.
Isobaric, isovolumetric, isothermal and adiabatic processes.Heat engines and the second law of thermodynamics. Thermodynamic efficiency. Reversible and irreversible processes. Refrigerators.
- Mechanical waves and sound
Main characteristics: frequency, period, wavelength, velocity. Longitudinal and transverse waves. Sound waves, ultrasound, infrasound. Intensity, sound intensity and pressure level; the decibel scale.
- Electricity and magnetism
Electric charge. Coulomb's law. Electric field. Electric potential energy, electric potential and potential difference.
Electric current. Resistance and the first Ohm's law. Resistivity and the second Ohm's law. Direct and alternating current. Electrical power. Joule effect. Resistors in series and in parallel. Capacitance and capacitors. Energy stored in a charged capacitor.
Magnetic field. Lorentz force. Mass spectrometer. Magnetic force acting on a current-carrying conductor. Magnetic field generated by a current-carrying conductor (straight wire, wire loop, solenoid). Magnetic field flux. Faraday-Lenz's law. Maxwell's equations and electromagnetic waves.
- Electromagnertic waves
Main characteristics of electromagnetic waves. The spectrum of electromagnetic waves. The photoelectric effect. The dual nature of light; the photon.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento è strutturato di 60 ore di lezioni frontali (frequenza non obbligatoria) durante le quali vengono trattati tutti gli argomenti in programma. Per favorire la comprensione, i concetti presentati vengono applicati alla risoluzione di esercizi di cui si illustra in dettaglio lo svolgimento. Per le lezioni frontali la docente si avvale di slide e video che vengono resi disponibili sulla piattaforma e-learning Moodle (link in fondo alla pagina) all’inizio di ogni argomento trattato. Viene infine proposta una selezione di domande aperte ed esercizi da svolgere a casa; la risposta alle domande e la soluzione degli esercizi, con tutti i passaggi, sono rese disponibili sulla piattaforma e-learning Moodle in forma di slide o video.
The course is organized in frontal lectures (60 hours, attendance not compulsory) where the various topics are presented and explained. The most relevant concepts are applied to the detailed solution of exercises and specific problems. Slides and videos used by the professor during lectures are made available to students on the e-learning Moodle page of the course (link at the bottom of the page) before the beginning of every new topic. A selection of open questinons homework exercises is also made available; answers and step by step solutions are uploaded on the e-learning Moodle system (videos or slides).
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'apprendimento viene verificato costantemente attraverso test di autovalutazione con domande a scelta multipla e Vero/Falso resi disponibili sulla piattaforma Moodle.
L'esame finale consiste in una prova scritta e una prova orale facoltativa.
Le conoscenze acquisite e la capacità di applicarle con rigore scientifico vengono verificate mediante la prova scritta durante la quale non è ammesso l’uso di libri e appunti. Capacità espositiva e proprietà di linguaggio vengono verificate mediante la domanda aperta della prova scritta e l’eventuale prova orale.
La prova scritta è costituita da:
- un test con 16 domande a risposta multipla (punteggio massimo: 12 punti)
- una domanda aperta di teoria e 2 esercizi di cui viene valutato l'intero svolgimento (punteggio massimo: 18 punti)
Il test si considera superato se si totalizza un punteggio maggiore o uguale a 6. Per coloro che hanno superato il test, il voto finale della prova scritta (espresso in trentesimi) viene determinato come la somma dei punteggi acquisiti nel test, nella domanda di teoria e nei 2 esercizi.
La prova orale può essere sostenuta da chi ha ottenuto nella prova scritta una votazione maggiore o uguale 16/30 ed è facoltativa per coloro che nella prova scritta hanno ottenuto una valutazione maggiore o uguale a 18/30. La prova orale consiste in 2 domande riguardanti diversi argomenti del programma e inizia con la discussione di quanto svolto nella prova scritta. Nel caso in cui si decida di sostenere la prova orale il voto finale è determinato come la media aritmetica delle votazioni ottenute nelle due prove, orale e scritta, con arrotondamento all'intero più vicino.
Gli esami online, se previsti dal regolamento di Ateneo, verranno svolti sulla piattaforma Moodle e in collegamento WebEx. La prova scritta sarà costituita da un test a scelta multipla e da 2 esercizi; la prova orale, in questo caso obbligatoria, sarà costituita da 2 domande aperte di teoria. Informazioni più dettagliate saranno rese disponibili sulla pagina Moodle del corso.
Learning is constantly verified by means of self-evaluation test with multiple choice and True/False questions made available on the Moodle course page.
The final exam is organized as a written and an optional oral part.
The acquired knowledge and the student problem-solving abilities are tested through a written exam which must be carried out without the help of textbooks or notes. The ability to expose clearly the topics covered during the course is tested through the open question of the written exam and, eventually, through the oral exam.
The written exam consists of:
- a multiple choice tests (16 questions, maximum score: 12)
- 1 open question and 2 exercises (maximum score: 18)
To pass the test, it is necessary to obtain a score equal or greater than 6. For those who passed the test, the final grade is evaluated as the sum of the scores obtained in the test, in the open question and in the exercises.
Only students who have passed the written exam with a grade greater or equal to 16/30 will qualify for the oral part. The oral exam is optional if the grade of the written part is greater or equal to 18/30. The oral exam consists in 2 questions about the topics taught during the course and always begins with a discussion on the written test. In case the oral exam is taken, the final assessment will be the average of the grades obtained in the written and oral part, rounded to the nearest whole number.
If foreseen by the University regulations, online exams will be performed using the Moodle system. In this case a Webex exam session will be scheduled. The written exam consists of a multiple choice tests and 2 exercises. The oral exam, mandatory in this case, consists in 2 open questions. Technical details concerning the exams will be provided on the Moodle page of the course.
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Attività di supporto
- Il materiale didattico utilizzato per le lezioni è reso disponibile nella pagina Moodle del corso (link in fondo alla pagina) insieme a test di autovalutazione (domande a scelta multipla, quiz vero-falso) su ogni argomento in programma.
- Sono previste sessioni di esercitazioni (20 ore, facoltative ma aggiuntive rispetto a quelle dell'insegnamento) in cui gli studenti e le studentesse vengono aiutati nel risolvere gli esercizi proposti al termine di ogni macro-argomento del programma.
RICEVIMENTO: su prenotazione, inviando una email alla docente.
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The teaching material used for the lessons is made available on the Moodle page of the course (link at the bottom of this page) together with self-assessment tests (multiple choice questions, true-false quiz) on each topic in the program.
- A tutor will help students to solve the exercises proposed at the end of each topic (optional; 20 hours in total).
For questions, students may ask for an appointment by sending an email to the teacher.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Principi di Fisica
- Anno pubblicazione:
- 2015
- Editore:
- EdiSES
- Autore:
- Raymond A. Serway, John W. Jewett
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Fondamenti di Fisica
- Anno pubblicazione:
- 2020
- Editore:
- Pearson
- Autore:
- James S. Walker
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Si consiglia l'utilizzo di uno dei testi riportati sopra.
La docente si avvale di presentazioni che vengono rese disponibili agli studenti sulla piattaforma e-learning Moodle dell'insegnamento prima delle lezioni.
The use of one of the book listed above is recommended.
Slides used by the teacher will be made available to students on the Moodle e-learning system before each lecture.
- Oggetto:
Note
Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso.
The methods of carrying out the teaching activity may vary according to the limitations imposed by the current health crisis.
- Registrazione
- Aperta
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