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FISICA SPERIMENTALE
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
OBIETTIVI FORMATIVI (Learning Objectives)
(versione italiana – aderente ai DdD e pronta per inserimento nel Syllabus)
L’insegnamento si propone di fornire allo studente una solida formazione di base nella Fisica classica, necessaria per la comprensione dei fenomeni naturali e per l’applicazione dei metodi quantitativi nella modellizzazione dei sistemi fisici. In particolare, il corso mira allo sviluppo dei seguenti obiettivi formativi, strutturati secondo i Descrittori di Dublino.
DdD1 — Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
- conoscere e comprendere i concetti fondamentali della meccanica, della termodinamica, dei fluidi, delle onde, dell’elettrostatica e del magnetismo;
- comprendere il significato fisico delle leggi fondamentali (leggi di Newton, principi di conservazione, primo e secondo principio della termodinamica, legge di Coulomb, legge di Faraday–Neumann–Lenz, ecc.);
- interpretare fenomeni fisici elementari attraverso modelli matematici semplici, coerenti con il livello introduttivo del corso.
DdD2 — Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente saprà:
- risolvere problemi numerici relativi a cinematica, dinamica, energia, equilibrio, termodinamica, idrostatica, circuiti elettrici e magnetismo;
- applicare i concetti fisici a semplici situazioni reali o di laboratorio (misure di grandezze, analisi degli errori, fenomeni termici, comportamenti dei fluidi, sistemi oscillanti, circuiti elettrici);
- utilizzare strumenti matematici elementari per descrivere e analizzare sistemi fisici (equazioni del moto, funzioni di stato, relazioni energetiche, leggi dei campi).
DdD3 — Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di:
- identificare le forze, le interazioni e gli elementi rilevanti in un problema fisico;
- valutare la validità delle approssimazioni adottate (piccole oscillazioni, attrito trascurabile, gas perfetti, circuiti ideali);
- interpretare con spirito critico i risultati ottenuti, riconoscendo eventuali incongruenze o errori;
- scegliere il modello fisico più appropriato tra alternative possibili e giustificarne l’uso.
DdD4 — Abilità comunicative
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
- esporre in modo chiaro e coerente il ragionamento fisico alla base della soluzione di un problema;
- utilizzare correttamente il linguaggio scientifico e la simbologia fisica e matematica;
- presentare grafici, tabelle e diagrammi relativi a fenomeni e misure (ad esempio grafici v(t), a(t), cicli p‑V, schemi di circuiti, rappresentazione di forze).
Prerequisiti
-
Metodi didattici
Spiegazione in classe
- Lezioni
- Correzione degli esercizi assegnati a casa
Attività formative
(Consolidamento delle conoscenze)
- Studio individuale
Attività formative
(Sviluppo delle competenze)
- Focus sul metodo di risoluzione dei problemi
- Problemi graduati sull’intera unità
- Preparazione all’Esame
- Proposte per una didattica innovativa
Verifiche sommative, intermedie e finali
- Verifiche
- Test e verifiche personalizzate
Didattica Inclusiva
- Studio individuale e ripasso
Didattica Digitale
- Contenuti Digitali (supporto alle teoria)
- Lezioni Digitali
Obiettivi Minimi solo per studenti BES e DSA su:
1. GRANDEZZE E MISURE
Incertezza di misura, Rappresentazione delle grandezze fisiche.
Obiettivi di apprendimento
Competenze
●Metodo sperimentale
● Sistema Internazionale delle grandezze e delle unità di misura
● Grandezze derivate: area, volume, densità
● Dimensione di una grandezza e analisi dimensionale
● Operazioni con le cifre significative e notazione scientifica
● Ordine di grandezza
● Misure dirette e indirette
● Rappresentazione delle grandezze
● Relazioni tra grandezze: proporzionalità diretta, inversa e quadratica
● Strumenti di misura
Errori casuali e sistematici
● Migliore stima, errore assoluto, errore relativo, errore percentuale
● Propagazione degli errori
● Fare solo un breve cenno agli errori di misura (si può trattare la loro classificazione e soffermarsi brevemente sul calcolo e la propagazione).
L’argomento può essere riservato all’attività di laboratorio
● Conoscere il SI e le unità di misura
● Concetto di misura e sua importanza per le analisi quantitative
● Operazioni di misura (dirette e indirette)
● Relazione fra massa, volume e densità
● Costruzione di tabelle e grafici e loro lettura
● Distinguere i vari tipi di errore di misura
● Stima e propagazione dell’errore
● Impiegare le grandezze e le unità più adeguate, caso per caso
● Saper utilizzare alcuni strumenti di misura
● Eseguire misure dirette e indirette, valutando le relative incertezze
● Scrivere il risultato di una misura con l’adeguato numero di cifre significative
● Riconoscere i diversi tipi di errore e saper stimare correttamente l’errore su una misura sperimentale
● Misurare la massa e il volume di corpi
● Misurare la densità di materiali, con misure indirette
Prerequisiti.
Matematica
● Svolgere operazioni fra quantità algebriche
● Interpretare una formula matematica
● Equivalenze tra unità di misura e loro multipli e sottomultipli
● Sapere ricavare formule inverse (equazioni di primo grado)
2. VETTORI E FORZE
Rappresentazione di grandezze fisiche, Grandezze cinematiche.
Obiettivi di apprendimento
● Grandezze scalari e vettoriali
● Somma e differenza fra vettori
● Prodotto fra un vettore e uno scalare
● Prodotto scalare e prodotto vettoriale
● Scomposizione di un vettore in componenti cartesiane
● Forze: definizione statica, misura, effetti, unità di misura
● Forza peso
● Forza elastica e legge di Hooke
● Reazioni vincolari
● Forze di attrito
● Fare solo un breve cenno al prodotto scalare e al prodotto vettoriale. Questi argomenti possono essere affrontati rispettivamente nel contesto del lavoro e del momento di una forza
● Distinguere fra grandezza scalare e grandezza vettoriale
● Operazioni sui vettori
● Le forze che agiscono su un corpo, la loro natura vettoriale, gli effetti che producono
● Forza peso, forza elastica, reazioni vincolari e forze di attrito
● Saper operare con i vettori: somma, differenza, prodotto di uno scalare per un vettore, scomposizione, prodotto scalare e prodotto vettoriale
● Riconoscere e distinguere la natura dei vari tipi di forze
Prerequisiti
Matematica
● Teorema di Pitagora
● Geometria dei triangoli e dei parallelogrammi
● Piano cartesiano
● Equazioni di primo grado
Fisica
● Concetto di grandezza fisica e di misura
● Concetto di massa
● Impiegare le unità di misura del SI e le loro equivalenze
3. STATICA
Rappresentazione di grandezze fisiche, Sistemi di riferimento.
Obiettivi di apprendimento
● Equilibrio di un punto materiale
● Momento di una forza e momento di una coppia di forze
● Corpo rigido
● Le forze e l’equilibrio meccanico
● Baricentro e stabilità dell’equilibrio
● Le macchine semplici: leve e carrucole
● La pressione
● La pressione nei fluidi: leggi di Stevin, di Pascal e di Archimede
● L’equilibrio nei fluidi
● Vasi comunicanti
● La pressione atmosferica e la sua misura
● Fare solo un breve cenno alla statica del corpo rigido e al momento di una forza. Questi argomenti possono essere affrontati direttamente in classe terza insieme alla dinamica del corpo rigido
Minimizzare la classificazione degli equilibri
Limitare lo studio delle macchine semplici a leve e piano inclinato
Fare solo un breve cenno all’esperienza di Torricelli
● Concetto di momento di una forza
● Condizioni di equilibrio per un punto materiale e per un corpo rigido
● Classificazione e funzionamento delle macchine semplici
● La pressione e la sua unità di misura
● Pressione idrostatica e sue leggi
● Condizioni per il galleggiamento dei corpi
● La pressione atmosferica
● Metodi di misura della pressione nei fluidi e in particolare della pressione atmosferica
● Disegnare un diagramma di corpo libero
● Determinare le forze agenti su un sistema in equilibrio
● Individuare la posizione del baricentro di un corpo
● Valutare la vantaggiosità delle macchine semplici
● Calcolare la pressione e la forza su una superficie
● Eseguire conversioni fra le diverse unità di misura della pressione
● Risolvere problemi di fluidostatica mediante l’applicazione delle leggi di Stevin, di Pascal e di Archimede
Prerequisiti.
Matematica
● Teorema di Pitagora
● Equazioni di primo grado
Fisica
● Concetto di misura
● Impiegare le unità di misura del SI e le equivalenze
● Concetti di massa, forza, peso e densità
● Differenza tra grandezze scalari e vettoriali
● Rappresentare i vettori e le loro componenti in un piano cartesiano
● Eseguire operazioni sui vettori
● Prodotto vettoriale
● Reazioni vincolari
4. DINAMICA
Rappresentazione di grandezze fisiche, Sistemi di riferimento, Moto di un punto materiale.
Obiettivi di apprendimento
● Principi della dinamica e loro condizioni di validità
● Sistemi inerziali e sistemi non inerziali
● Secondo principio della dinamica e relazione tra forza e accelerazione
● Forze nel moto di caduta libera e lungo un piano liscio o scabro
● Forze nel moto circolare uniforme: forze centripeta e centrifuga
● Forze nel moto armonico di un sistema massa-molla e di un pendolo semplice
● Fare un breve cenno al moto circolare uniforme. Questo argomento può essere approfondito in classe terza
● Fare solo un breve cenno al moto armonico. Questo argomento può essere affrontato direttamente in classe quarta
● Le forze come causa del moto
● I tre principi della dinamica
● Sistemi inerziali e non inerziali
● Distinguere tra massa inerziale e massa gravitazionale
● Le forze nel moto di caduta libera, sul piano inclinato, nel moto circolare uniforme, nel moto di un sistema massa-molla e di un pendolo semplice
● Determinare la risultante delle forze applicate a un corpo e prevederne il moto
● Risolvere problemi di applicazione dei principi della dinamica
● Valutare l’importanza dell’attrito nello studio del movimento
Prerequisiti
Matematica
● Saper tracciare e interpretare grafici cartesiani
● Proporzionalità diretta, inversa e quadratica
● Equazioni di primo grado e semplici equazioni di secondo grado
● Sistemi di equazioni
Proprietà della circonferenza
Fisica
● Grandezze fondamentali e derivate
● Grandezze scalari e vettoriali
● Operazioni con i vettori
● Rappresentazione vettoriale delle forze
● Riconoscere gli effetti statici delle forze
● Concetti di posizione, spostamento, velocità e accelerazione
● Moti rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, parabolico dei gravi, circolare uniforme e armonico
Verifica Apprendimento
Prova scritta e prova orale.
La verifica della preparazione acquisita dello studente/studentessa consiste in:
- una prova scritta, articolata in 12 domande (ciascuna con un proprio punteggio da 2 a 5 punti) alcune a risposta multipla altre a risposta aperta, ed è volta ad accertare sia le conoscenze di carattere teorico su argomenti del programma di studio, sia la capacità di sviluppare correttamente ed in modo sequenziale operazioni di calcolo di bilancio dei principali nutrienti (C, N, P o K) nel sistema suolo-pianta; durata 90 minuti; voto massimo 30/30; voto richiesto per il superamento della prova e l’ammissione alla prova orale 18/30.
- una prova orale, volta ad accertare la comprensione dei contenuti tematici della disciplina, la capacità di collegarli e restituirli in forma sintetica, completa, organizzata e strutturata, utilizzando un lessico tecnico e formalmente corretto. La valutazione della prova orale seguirà la seguente scala.
30-30 e lode Conoscenza completa, dettagliata e approfondita della materia, con terminologia corretta. Comprensione eccellente, distinguendo i punti chiave e sviluppando collegamenti interdisciplinari. Capacità consolidate di applicare le conoscenze e analizzare i risultati. Esposizione chiara, strutturata, logica e concisa.
28-29: Conoscenza approfondita, terminologia corretta e spiegazione dei principali concetti. Solida comprensione, inquadramento dei punti chiave e discussione con approfondimenti individuali. Ottime capacità di applicare le conoscenze e analizzare i risultati. Esposizione chiara, articolata, logica e matura, pur con qualche imprecisione.
25-27: Ampia conoscenza, pur senza spiegare completamente i contenuti rilevanti. Utilizzo della terminologia, non sempre in modo preciso, individuando i concetti chiave. Comprensione adeguata, distinguendo i punti chiave senza inquadrarli completamente. Buone capacità di applicare le conoscenze. Esposizione chiara, ma non sempre completa, con organizzazione schematica e pensieri talvolta frammentati.
22-24: Accettabile conoscenza, pur con lacune e una certa confusione in alcuni concetti. Comprensione essenziale, non sempre inquadrando gli argomenti o imprecisa. Discrete capacità di applicare i concetti fondamentali. Esposizione corretta, ma senza una struttura chiara e coerente, inserendo materiale poco rilevante.
18-21: Limitata conoscenza, con numerose lacune e incapacità di illustrare con completezza e precisione i concetti chiave. Comprensione basica, con difficoltà a distinguere e inquadrare compitamente i punti chiave. Incertezze nell’applicare i concetti fondamentali della materia.
Non superato: Conoscenza scarsa, frammentaria e lacunosa, priva dei contenuti essenziali. Gravi errori di comprensione, assenza di risposta a numerose domande e non individuazione dei concetti chiave. Errori nell’applicare i concetti fondamentali, non raggiungimento di un livello accettabile di articolazione del pensiero.
Il voto finale è la media dei voti conseguiti nelle due prove, tenendo anche conto della capacità dello studente/studentessa di aver compreso e recuperato nella prova orale le eventuali carenze dimostrate nella prova scritta.
Testi
Testo di base:
Cristina Caligaris Andrea Guarise Marco W. Bassignana
Discovery Compact
Corso di Fisica. Con Fisica dell’ambiente
- Data pubblicazione
- 11/2020
Pagine: XX-808
ISBN: 9788820398279
Prezzo: € 34,90
Testo accessorio, per eventuali approfondimenti:
Douglas C. Giancoli
Fisica
Principi e applicazioni
Terza edizione | 2017
Volume unico (caraceo): ISBN 9788808880000
EBook: ISBN 9788808302199
https://www.zanichelli.it/ricerca/prodotti/fisica-principi-e-applicazioni-giancoli
Contenuti
Sezione: Contenuti del corso (Course Syllabus)
(con integrazione dei Descrittori di Dublino)
1. Introduzione alla fisica e metodologia sperimentale
Grandezze fisiche, Sistema Internazionale, strumenti di misura, incertezze, notazione scientifica, misure dirette e indirette, errori casuali e sistematici.
DdD:
- 1 – Comprendere il significato operativo delle grandezze fisiche e delle unità di misura.
- 2 – Applicare procedure di misura e analisi degli errori in semplici esperimenti.
- 3 – Valutare l’affidabilità dei dati e delle approssimazioni sperimentali.
- 4 – Comunicare correttamente risultati sperimentali con grafici e stime d’incertezza.
- 5 – Sviluppare autonomia nell’interpretazione e nella validazione dei dati sperimentali.
2. Vettori e operazioni vettoriali
Grandezze scalari e vettoriali, somma, differenza, scomposizione, componenti cartesiane.
DdD: 1–2 per la comprensione e l’uso dei vettori nella modellizzazione; 3 per la scelta dei sistemi di riferimento; 4 per l’esposizione chiara di schemi e diagrammi.
3. Forze e interazioni fondamentali
Forza elastica, peso, attrito statico e dinamico, forze vincolari; applicazioni.
DdD: 1–2 nell’applicazione delle leggi di Newton a sistemi elementari; 3 nell’identificazione delle forze rilevanti e nella valutazione delle approssimazioni; 4 nella descrizione dei diagrammi delle forze.
4. Equilibrio dei corpi
Punto materiale e corpo rigido, momento di una forza, condizioni di equilibrio, leve, baricentro.
DdD: 1 per i principi statici; 2 per la risoluzione di problemi di equilibrio; 3 per valutare stabilità e configurazioni possibili; 4 per rappresentare schemi di forze e momenti.
5. Cinematica del punto (1D e 2D)
Moto rettilineo uniforme e accelerato; velocità e accelerazione; moto circolare; moto parabolico; moto armonico.
DdD:
- 1 – Comprendere i modelli cinematici classici.
- 2 – Applicare modelli a situazioni reali (caduta, moto di proiettili, moto circolare).
- 3 – Valutare la validità delle approssimazioni (assenza attrito, piccole oscillazioni).
- 4 – Rappresentare graficamente andamenti cinematici.
- 5 – Generalizzare i modelli a nuovi scenari fisici.
6. Dinamica del punto e principi fondamentali
Primo, Secondo e Terzo principio; forze apparenti; oscillatore armonico (molla, pendolo); legge di gravitazione universale.
DdD: 1–2 per l’applicazione sistematica delle leggi; 3 per valutare condizioni inerziali/non inerziali; 4 per argomentare il ruolo delle forze apparenti; 5 per trasferire la struttura del moto armonico ad altri sistemi fisici.
7. Energia e principi di conservazione
Lavoro, potenza, energia cinetica e potenziale, conservazione dell’energia meccanica.
DdD: 1 per i concetti fondamentali; 2 per risolvere problemi energetici; 3 per valutare quando valgono conservazioni; 4 per argomentare soluzioni; 5 per collegare energia meccanica, termica e elettrica in contesti più ampi.
8. Temperatura, calore e cambiamenti di stato
Scale termometriche, dilatazione termica, calore specifico, capacità termica, calorimetria, conduzione, convezione, irraggiamento.
DdD: 1–2 nell’analisi di scambi termici; 3 nella valutazione dei meccanismi di trasferimento; 4 nella comunicazione dei processi con diagrammi; 5 nella capacità di collegare fenomeni quotidiani ai principi termici.
9. Termodinamica dei gas perfetti
Sistemi termodinamici, equazione di stato, primo principio, trasformazioni (isoterme, isocore, isobare, adiabatiche), secondo principio, macchine termiche, ciclo di Carnot.
DdD:
- 1 – Conoscere leggi e principi termodinamici.
- 2 – Analizzare trasformazioni e cicli energetici.
- 3 – Valutare limiti e rendimento delle macchine termiche.
- 4 – Presentare correttamente diagrammi p‑V / T‑S.
- 5 – Acquisire autonomia nell’estendere i concetti a sistemi reali.
10. Meccanica dei fluidi
Pressione, legge di Pascal, legge di Stevin, vasi comunicanti, principio di Archimede; cenni di fluidodinamica (equazione di continuità, effetti dinamici).
DdD: 1–2 per l’analisi statica e dinamica; 3 nella valutazione di condizioni (galleggiamento, flusso); 4 nella rappresentazione grafica delle grandezze; 5 nella capacità di applicare i principi a fenomeni naturali (oceani, atmosfera).
11. Atmosfera e oceani; meteorologia e climatologia
Proprietà dell’atmosfera, pressioni, moti convettivi, stabilità atmosferica; sistemi nuvolosi e precipitazioni; cenni sulla dinamica oceanica; concetti di clima, effetti antropici, variabilità.
DdD: 1 per i fenomeni fisici di base; 2 per applicare modelli elementari di bilancio energetico; 3 nel giudizio critico sulle variabili climatiche; 4 nella comunicazione dei fenomeni meteo-climatici.
12. Onde e ottica geometrica
Natura delle onde, ampiezza, lunghezza d’onda, frequenza, velocità; interferenza e diffrazione (cenni); riflessione e rifrazione; lenti.
DdD: 1–2 nelle applicazioni geometriche; 3 nella scelta del modello (geometrico vs. ondulatorio); 4 nella rappresentazione con schemi di raggi.
13. Elettrostatica e circuiti elettrici
Cariche, legge di Coulomb, campo e potenziale elettrico; corrente nei solidi; potenza; resistenza; leggi di Ohm; circuiti serie/parallelo; corrente nei fluidi.
DdD:
- 1 – Conoscere fenomeni elettrici di base.
- 2 – Risolvere semplici circuiti in continua.
- 3 – Valutare approssimazioni e limiti del modello.
- 4 – Esporre correttamente schemi elettrici.
- 5 – Collegare circuiti reali a modelli ideali.
14. Magnetismo e campo magnetico
Magneti, forza di Lorentz, moto di una carica, forza su filo percorso da corrente, campo magnetico terrestre.
DdD: 1–2 nell’analisi delle forze magnetiche; 3 nella valutazione del moto delle cariche; 4 nella descrizione dei percorsi e delle linee di campo.
15. Induzione elettromagnetica e onde elettromagnetiche
Legge di Faraday–Neumann–Lenz, auto/mutua induzione, corrente alternata, onde EM.
DdD: 1 nella comprensione dei fenomeni dinamici del campo EM; 2 per risolvere semplici circuiti in AC; 3 per valutare risonanza e potenza; 4 nella rappresentazione fasoriale; 5 nel collegamento con applicazioni tecnologiche.
Esercitazioni numeriche e guidate
Problemi, analisi di dati, esperimenti semplificati.
DdD: prevalenza di DdD2–DdD4 (applicazione, scelta dei modelli, comunicazione dei risultati).
Altre informazioni
Contenuti del corso
(con integrazione dei Descrittori di Dublino)
1. Introduzione alla fisica e metodologia sperimentale
Grandezze fisiche, Sistema Internazionale, strumenti di misura, incertezze, notazione scientifica, misure dirette e indirette, errori casuali e sistematici.
DdD:
- 1 – Comprendere il significato operativo delle grandezze fisiche e delle unità di misura.
- 2 – Applicare procedure di misura e analisi degli errori in semplici esperimenti.
- 3 – Valutare l’affidabilità dei dati e delle approssimazioni sperimentali.
- 4 – Comunicare correttamente risultati sperimentali con grafici e stime d’incertezza.
- 5 – Sviluppare autonomia nell’interpretazione e nella validazione dei dati sperimentali.
2. Vettori e operazioni vettoriali
Grandezze scalari e vettoriali, somma, differenza, scomposizione, componenti cartesiane.
DdD: 1–2 per la comprensione e l’uso dei vettori nella modellizzazione; 3 per la scelta dei sistemi di riferimento; 4 per l’esposizione chiara di schemi e diagrammi.
3. Forze e interazioni fondamentali
Forza elastica, peso, attrito statico e dinamico, forze vincolari; applicazioni.
DdD: 1–2 nell’applicazione delle leggi di Newton a sistemi elementari; 3 nell’identificazione delle forze rilevanti e nella valutazione delle approssimazioni; 4 nella descrizione dei diagrammi delle forze.
4. Equilibrio dei corpi
Punto materiale e corpo rigido, momento di una forza, condizioni di equilibrio, leve, baricentro.
DdD: 1 per i principi statici; 2 per la risoluzione di problemi di equilibrio; 3 per valutare stabilità e configurazioni possibili; 4 per rappresentare schemi di forze e momenti.
5. Cinematica del punto (1D e 2D)
Moto rettilineo uniforme e accelerato; velocità e accelerazione; moto circolare; moto parabolico; moto armonico.
DdD:
- 1 – Comprendere i modelli cinematici classici.
- 2 – Applicare modelli a situazioni reali (caduta, moto di proiettili, moto circolare).
- 3 – Valutare la validità delle approssimazioni (assenza attrito, piccole oscillazioni).
- 4 – Rappresentare graficamente andamenti cinematici.
- 5 – Generalizzare i modelli a nuovi scenari fisici.
6. Dinamica del punto e principi fondamentali
Primo, Secondo e Terzo principio; forze apparenti; oscillatore armonico (molla, pendolo); legge di gravitazione universale.
DdD: 1–2 per l’applicazione sistematica delle leggi; 3 per valutare condizioni inerziali/non inerziali; 4 per argomentare il ruolo delle forze apparenti; 5 per trasferire la struttura del moto armonico ad altri sistemi fisici.
7. Energia e principi di conservazione
Lavoro, potenza, energia cinetica e potenziale, conservazione dell’energia meccanica.
DdD: 1 per i concetti fondamentali; 2 per risolvere problemi energetici; 3 per valutare quando valgono conservazioni; 4 per argomentare soluzioni; 5 per collegare energia meccanica, termica e elettrica in contesti più ampi.
8. Temperatura, calore e cambiamenti di stato
Scale termometriche, dilatazione termica, calore specifico, capacità termica, calorimetria, conduzione, convezione, irraggiamento.
DdD: 1–2 nell’analisi di scambi termici; 3 nella valutazione dei meccanismi di trasferimento; 4 nella comunicazione dei processi con diagrammi; 5 nella capacità di collegare fenomeni quotidiani ai principi termici.
9. Termodinamica dei gas perfetti
Sistemi termodinamici, equazione di stato, primo principio, trasformazioni (isoterme, isocore, isobare, adiabatiche), secondo principio, macchine termiche, ciclo di Carnot.
DdD:
- 1 – Conoscere leggi e principi termodinamici.
- 2 – Analizzare trasformazioni e cicli energetici.
- 3 – Valutare limiti e rendimento delle macchine termiche.
- 4 – Presentare correttamente diagrammi p‑V / T‑S.
- 5 – Acquisire autonomia nell’estendere i concetti a sistemi reali.
10. Meccanica dei fluidi
Pressione, legge di Pascal, legge di Stevin, vasi comunicanti, principio di Archimede; cenni di fluidodinamica (equazione di continuità, effetti dinamici).
DdD: 1–2 per l’analisi statica e dinamica; 3 nella valutazione di condizioni (galleggiamento, flusso); 4 nella rappresentazione grafica delle grandezze; 5 nella capacità di applicare i principi a fenomeni naturali (oceani, atmosfera).
11. Atmosfera e oceani; meteorologia e climatologia
Proprietà dell’atmosfera, pressioni, moti convettivi, stabilità atmosferica; sistemi nuvolosi e precipitazioni; cenni sulla dinamica oceanica; concetti di clima, effetti antropici, variabilità.
DdD: 1 per i fenomeni fisici di base; 2 per applicare modelli elementari di bilancio energetico; 3 nel giudizio critico sulle variabili climatiche; 4 nella comunicazione dei fenomeni meteo-climatici.
12. Onde e ottica geometrica
Natura delle onde, ampiezza, lunghezza d’onda, frequenza, velocità; interferenza e diffrazione (cenni); riflessione e rifrazione; lenti.
DdD: 1–2 nelle applicazioni geometriche; 3 nella scelta del modello (geometrico vs. ondulatorio); 4 nella rappresentazione con schemi di raggi.
13. Elettrostatica e circuiti elettrici
Cariche, legge di Coulomb, campo e potenziale elettrico; corrente nei solidi; potenza; resistenza; leggi di Ohm; circuiti serie/parallelo; corrente nei fluidi.
DdD:
- 1 – Conoscere fenomeni elettrici di base.
- 2 – Risolvere semplici circuiti in continua.
- 3 – Valutare approssimazioni e limiti del modello.
- 4 – Esporre correttamente schemi elettrici.
- 5 – Collegare circuiti reali a modelli ideali.
14. Magnetismo e campo magnetico
Magneti, forza di Lorentz, moto di una carica, forza su filo percorso da corrente, campo magnetico terrestre.
DdD: 1–2 nell’analisi delle forze magnetiche; 3 nella valutazione del moto delle cariche; 4 nella descrizione dei percorsi e delle linee di campo.
15. Induzione elettromagnetica e onde elettromagnetiche
Legge di Faraday–Neumann–Lenz, auto/mutua induzione, corrente alternata, onde EM.
DdD: 1 nella comprensione dei fenomeni dinamici del campo EM; 2 per risolvere semplici circuiti in AC; 3 per valutare risonanza e potenza; 4 nella rappresentazione fasoriale; 5 nel collegamento con applicazioni tecnologiche.
Esercitazioni numeriche e guidate
Problemi, analisi di dati, esperimenti semplificati.
DdD: prevalenza di DdD2–DdD4 (applicazione, scelta dei modelli, comunicazione dei risultati).