FISICA M - Z
Anno accademico 2023/2024 - Docente: ROSARIO PIZZONERisultati di apprendimento attesi
L’approccio alla descrizione dei sistemi e dei fenomeni sopra descritti sarà di tipo sperimentale e le teorie fisiche saranno presentate in termini di struttura logica e matematica e di evidenze sperimentali. Al termine del corso, lo studente avrà acquisito capacità di ragionamento induttivo e deduttivo, sarà in grado di schematizzare un fenomeno in termini di grandezze fisiche e di impostare un problema e risolverlo con metodi analitici. Lo studente applicherà il metodo scientifico allo studio di fenomeni naturali e sarà in grado di valutare criticamente analogie e differenze tra sistemi fisici e le metodologie da applicare. Il risultato sarà l’apprendimento dei concetti di base di fisica e capacità di un loro utilizzo per la soluzione di problemi.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Prerequisiti richiesti
È fortemente consigliato che lo studente abbia padronanza degli argomenti di matematica elementare (algebra, geometria, trigonometria, geometria analitica) e conoscenza di quelli di analisi matematica (calcolo differenziale e integrale).
Frequenza lezioni
Frequenza obbligatoria secondo le norme del regolamento didattico del CdS in CTF come riportato al link: http://www.dsf.unict.it/corsi/lm-13_ctf/regolamento-didattico
Contenuti del corso
- Grandezze fisiche e unità di misura. Vettori e operazioni con i vettori.
- Cinematica: descrizione del moto: posizione, velocità ed accelerazione. Moto rettilineo e uniforme, moto uniformemente accelerato, moto circolare, moto armonico.
- Dinamica: forze e leggi della dinamica. Forza di gravità; forza d'attrito; forza d'attrito viscoso e sedimentazione, forza centrifuga e centrifugazione.
- Energia e lavoro: definizione di lavoro. Energia cinetica e teorema delle forze vive. Forze conservative e energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Conservazione dell'energia in presenza di forze d'attrito. Potenza.
- Statica dei fluidi: Pressione. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Misura della pressione e sfigmomanometro. Tensione superficiale, superfici curve e legge di Laplace, capillarità e legge di Jurin, embolia gassosa.
- Dinamica dei liquidi perfetti, portata e principio di continuità, teorema di Bernoulli. Aneurisma e stenosi. Moto laminare e turbolento. Viscosità. Idrodinamica del circolo sanguigno.
- Lo stato gassoso: Leggi dei gas perfetti. Equazione di stato dei gas ideali. Teoria cinetica dei gas. I gas reali e l'equazione di stato di Van der Waals. Vapore saturo e tensione di vapore, diagramma PV per i gas reali (diagramma di Andrews).
- Termologia: temperatura e calore, calore specifico, energia interna e primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Cambiamenti di stato e calore latente. Propagazione del calore.
- Elettromagnetismo: Carica elettrica e forza di Coulomb. Campo elettrico e potenziale elettrico. Condensatori e capacità. Corrente elettrica, resistenza e leggi di Ohm. Circuiti elementari. Elettroforesi. Campo magnetico e fili percorsi da corrente. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa.
- Fenomeni ondulatori: Caratteristiche delle onde. Propagazione. Interferenza, onde stazionarie. Rifrazione e diffrazione. Caratteristiche dei suoni. La risposta dell'orecchio. Effetto Doppler. Ultrasuoni ed ecografia. Le onde elettromagnetiche e la luce.
- Ottica geometrica: Modello a raggi. Leggi della riflessione e della rifrazione. Lenti e formazione delle immagini. Occhio umano e difetti di convergenza.
- Cenni di fisica moderna e applicazioni bio-medicali.
Testi di riferimento
La Scialfari-Borsa-Gueli, “Principi di Fisica”, Edises
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
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1 | Grandezze fisiche e unità di misura. Vettori e operazioni con i vettori.Cinematica: descrizione del moto: posizione, velocità ed accelerazione. Moto rettilineo e uniforme, moto uniformemente accelerato, moto circolare, moto armonico. | testo 1 |
2 | Forze e leggi della dinamica; forze di gravità e d'attrito | testo 1 |
3 | Forza d'attrito viscoso e sedimentazione, forza centrifuga e centrifugazioneLavoro ed energia, energia cinetica e teorema dell'energia cinetica, forze conservative ed energia potenziale, potenza | testo 1 |
4 | Statica e Dinamica dei Fluidi:Densità e pressione, principio di Pascal, legge di Stevino, principio di Archimede. Misura della pressione. Dinamica dei fluidi perfetti, portata ed equazione di continuità, teorema di Bernoulli e sue applicazioni. Viscosità, regime laminare e turbolento. Tensione superficiale | testo 1 |
5 | Leggi dei gas perfetti, equazione di stato dei gas perfetti, i gas reali ed equazione di stato di Ven der Waals, vapore saturo e tensione di vapore, diagramma PV per i gas reali (diagramma di Andrews).Temperatura e calore, capacità termica e calore specifico, trasformazioni termodinamiche e lavoro, energia interna e primo principio della termodinamica, cambiamenti di fase e calore latente.Propagazione del calore. Termoregolazione degli esseri viventi. | testo 1 |
6 | Cariche elettriche, forza di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, condensatori e capacità. Corrente, resistenza e legge di Ohm; circuiti elementari; potenza, Conduttori elettrolitici; elettroforesi. Campo magnetico; forza di Lorentz. | testo 1 |
7 | Caratteristiche delle onde, propagazione, interferenza, onde stazionarie. Caratteristiche del suono. Orecchio.Le onde elettromagnetiche. Cenni di radioattività ed applicazioni alla biologia.Riflessione e specchi piani, Rifrazione, Dispersione della luce, diottri, Lenti sottili. Occhio Umano. | testo 1 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova scritta consistente in esercizi da svolgere nel tempo di un'ora, seguita da prova orale.
La valutazione terrà conto anche della capacità di approfondimento degli argomenti trattati e della chiarezza espositiva.