Grandezze in fisica. Dinamica del punto materiale. Lavoro, energia, conservazione dell'energia. Sistemi isolati, quantità di moto e momento angolare. Teoria cinetica dei gas (cenni). Fluidi ideali e viscosi. Moto di un corpo in un fluido. Centrifuga. Termodinamica: i tre principi. Onde elettromagnetiche, legge di Bolzmann e di Wien. Ottica geometrica. Forza di Coulomb, campo elettrico, legge di Ohm, Forza di Lorentz, moto di una carica in un campo elettrico e magnetico, spettrometro di mass
Angelo Baracca "Fisica per Scienze biologiche ed ambientali"
Obiettivi Formativi
Il corso non ha obbiettivi formativi specialistici. E' un corso di base che fornisce agli studenti un bagaglio fisico-matematico per accedere a una formazione piu' avanzata e indipendente
Prerequisiti
Propedeuticità deliberate dal CdL
Metodi Didattici
Lezioni Frontali alla lavagna, o tramite lavagna elettronica condivisa nel caso di lezioni a distanza.
Altre Informazioni
ricevimento alla fine delle lezioni o su appuntamento.
Verificare se é prevista l'assistenza di un tutor.
andrea.verdini@unifi.it
Tel. +39 055 275 5210
Modalità di verifica apprendimento
Prova Scritta seguita da una prova orale. Il superamento della prova scritta é necessario per accedere alla prova orale. La valutazione complessiva tiene conto di entrambe le
prove ma non é una media aritmetica. Salvo casi particolari e documentati, non é possibile sostenere la prova scritta e orale in sessioni d'esame diversi (ma é permesso per appelli all'interno della stessa sessione).
Nella prova scritta viene verificata la capacità di comprendere un problema e risolverlo quantitativamente. Tipicamente si tratta di 3-4 esercizi contenenti ciascuno 3-4 domande. Nella prova orale vengono affrontati argomenti più generali per verificare la comprensione dei concetti fondamentali della fisica e lo sviluppo di un senso critico. Tipicamente vengono affrontati 2-3 argomenti del corso.
Lo studente deve dimostrare di saper elaborare e comunicare (in forma scritta e/o orale), autonomamente, le conoscenze e gli strumenti acquisiti durante il corso usando un linguaggio scientifico adeguato
Nel caso di esami da remoto, la prova scritta é videosorvegliata e lo studente invia l'elaborato scritto su fogli con una foto. Per la prova orale basta munirsi di foglio e penna e fare in modo di poterli mostrare durante la prova.
Programma del corso
GRANDEZZE IN FISICA
Grandezze scalari e vettoriali, le loro unità di misura, confronto con i valori delle unità di misura con quelli dell'esperienza quotidiana
Operazioni tra vettori: somma, differenza, prodotto scalare, prodotto vettoriale
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
I tre principi della dinamica, sistemi di riferimento inerziali.
Forza peso, Forza gravitazionale, Forza Elastica, Forza di Attrito. Il pendolo ed il moto armonico.
Cenni alle forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis
LAVORO ed ENERGIA
Lavoro e teorema dell' Energia Cinetica. Forze Conservative, Energia Potenziale, Conservazione dell'energia meccanica.
Energia potenziale gravitazionale ed elastica. Dall'energia alle forze: Equilibrio stabile e instabile.
DINAMICA CON PIÙ CORPI.
Forze interne ed esterne, conservazione della quantità di moto, centro di massa.
Cenni al momento angolare, Energia cinetica di un solido rotazione, Momento di inerzia.
Cenni alla teoria cinetica dei gas e all'energia interna per gas monoatomici e biatomici.
FLUIDI (LIQUIDI)
Incomprimibilità di un liquido, principio di Pascal, leva idraulica. Pressione idrostatica, Pressione barometrica, barometro ad acqua (e a mercurio), pressione atmosferica, manometro. Spinta di Archimede, galleggiamento o affondamento di un corpo, percentuale di volume immerso, applicazione alla centrifuga
Fluidi in movimento e legge di Bernoulli (conservazione dell'energia meccanica). Conseguenze non intuitive della legge di Bernoulli (pressione vs velocità, sifone)
Generalità sui fluidi viscosi, moto laminare, moto turbolento, numero di Reynolds. Moto di un oggetto in un fluido: resistenza viscosa e resistenza di pressione (turbolenta), velocità terminali nei due regimi, soluzioni all'equazione del moto nei due regimi, tempo caratteristico per raggiungere la velocità terminale
TERMODINAMICA
Temperatura e percezione del calore. Proprietà termometriche. Scale di temperatura.
Calore specifico e sua determinazione. Calore latente e cambiamenti di stato.
Teoria cinetica dei gas ed equazione dei gas perfetti. Diagrammi di fase.
Primo principio della termodinamica e conservazione dell'energia.
Trasformazioni termodinamiche.
Secondo principio della termodinamica.
Rendimento di macchina termiche e macchina di Carnot.
Entropia e trasformazioni reversibili
Propagazione del calore.
ONDE ELETTROMAGNETICHE ED OTTICA GEOMETRICA
Irraggiamento ed emissione di radiazione. La legge di Stefen-Boltzmann
Emissione di un corpo nero. Potenza irradiata e potenza assorbita
Energia elettromagnetica e fotoni.
Frequenze e lunghezze d'onda della radiazione elettromagnetica
La legge di Wien. Lo spettro della radiazione visibile.
L'effetto serra
Ottica geometrica e sue assunzioni
Leggi di Snell: riflessione e rifrazione
La riflessione totale. Il prisma. La diffrazione della luce.
ELETTROMAGNETISMO
Campo elettrico generato da cariche ferme
Forza elettrostatica e legge di Coulomb.
Differenze ed analogie tra forza/campo elettrostatico e gravitazionale
Moto di una carica elettrica in un campo elettrico uniforme
Dipolo elettrico
Conduttori ed isolanti
La costante dielettrica e la sua interpretazione.
Potenziale elettrico e differenza di potenziale
Corrente elettrica e resistenza elettrica
La legge di Ohm
Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente
Forza di Lorentz
Moto di una carica in un campo magnetico uniforme
Spettrometro di massa