Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Adrian MANESCU
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [AT01] SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE First Cycle Degree (3 years) - [AT01] AGRICULTURAL SCIENCE
Dipartimento: [040027] Dip.Scienze Agrarie,Alimentari e AmbientaliDepartment: [040027] Dip.Scienze Agrarie,Alimentari e Ambientali
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 54
TipologiaType: A - Base
Settore disciplinareAcademic discipline: FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
ITALIANO
ENGLISH
Risultano propedeutiche a questo corso le conoscenze di base di
matematica (rappresentazione sullo spazio cartesiano, proporzionalità
diretta e inversa, equazioni e sistemi di equazioni di primo e secondo
ordine, funzioni esponenziali e logaritmiche, funzioni geometriche
semplici, trigonometria elementare) e di chimica (atomo, molecola,
legame chimico).
Basic mathematical concepts (representation on the Cartesian space,
direct and inverse proportion, first and second order equations and
systems, exponential and logarithmic functions, simple geometrical
functions, elementary trigonometry); knowledge of basic concepts in
Chemistry (atom, molecule, chemical bond).
Le 54 ore (6 CFU) sono suddivise in lezioni teoriche (4 CFU), di regola
supportate da presentazioni a video, ed esercitazioni in aula e laboratorio
(2 CFU). Sulla piattaforma informatica Moodle sono disponibili
informazioni relative allo svolgimento del corso ed il materiale relativo
alle lezioni svolte in aula.
The course includes theoretical lectures (4 ECTS), classroom exercises (2
ECTS). Classroom lectures and information about the Course are available
on the e-learning web site.
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire il linguaggio e la
metodologia delle scienze fisiche, e cioè una buona conoscenza delle
leggi fondamentali della fisica e una capacità di analisi utili per
descrivere, comprendere e interpretare in modo quantitativo, con
valutazione o calcolo delle grandezze coinvolte, i principali aspetti fisici
della realtà che ci circonda. Il corso è centrato sulla fisica teorica e
sperimentale di base (meccanica, proprietà dei fluidi, termodinamica,
proprietà elettriche e magnetiche della materia) che è necessaria per
fornire una solida base scientifica a studi di tipo interdisciplinare
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente dovrà acquisire un modo rigoroso e analitico di ragionare e di
affrontare i fenomeni fisici. In particolare dovrà possedere una
conoscenza di base delle leggi della Fisica Classica, applicandole in modo
appropriato per interpretare i fenomeni elementari che riguardano il
movimento, l’energia e le proprietà termiche, elettriche e magnetiche
della materia, usando correttamente le unità di misura delle più comuni grandezze fisiche e conoscendo i fattori di conversione tra unità di misura
omogenee. Inoltre, lo studente dovrà essere in grado di applicare tali
leggi per risolvere esercizi numerici e dovrà saper comunicare in modo
chiaro il procedimento usato per arrivare alla loro soluzione. Lo studente
dovrà infine mostrare di aver compreso il metodo scientifico con cui
misurare e interpretare in modo critico i fenomeni fisici osservati durante
le esperienze di laboratorio.
Competenze trasversali.
autonomia di giudizio, ovvero capacità di valutare in autonomia le
implicazioni ed i risultati pratici dei problemi che risolve e sviluppo della
capacità di risolvere problemi complessi partendo dai concetti base che
possono essere combinati e associati ad altre informazioni per arrivare ad
un livello di conoscenze superiore.
Knowledge and Understanding.
The course focuses on the study of matter, energy, forces, and their
interaction in the world and universe around us. The course enables
students to acquire the necessary competences on the physical basic
laws and concepts (both theoretical and experimental), useful to describe
and to understand the physical properties of the matter in the framework
of the life and environmental sciences. The course presents the
fundamentals of theoretical and experimental Physics (mechanics, fluid
properties, thermodynamics, electrical and magnetic properties)
necessary for graduate study in interdisciplinary disciplines requiring a
strong scientific background.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
Students must acquire a rigorous, quantitative and analytic way of
thinking and dealing with physical phenomena. In particular, students
have to learn the laws of General Physics and to appropriately apply
them to interpret the basic phenomena involving movement, energy and
thermal, electrical and magnetic properties of matter. Students have also
to know how properly use the units of the common physical quantities
and the conversion factors between homogeneous units.
Students have to be able to apply the laws of Physics to solve numerical
exercises and to communicate the method used to obtain their solution.
Finally, students should be able to show understanding of the scientific
method used to measure and critically interpret the physical phenomena
observed during practical laboratories.
Transversal Skills.
a) independent judgment: ability to assess the implications and the
practical results of the various problems to be solved or situations to be
interpreted; b) development of the ability to solve complex problems
starting from "packages" of base knowledge that can be put together and
matched with other information to acquire a higher knowledge level.
Lezioni frontali (4 CFU, 36 ore):
1. Metodo scientifico. Misurazioni ed unità di misura. Concetto di forza. I e
III Legge di Newton. Forza peso. Forza normale. Forza di attrito. Tensione
dei fili. Forza elastica. Misurare le forze. Grandezze scalari e vettoriali.
Operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto scalare e prodotto
vettoriale. Posizione e spostamento. Velocità. Accelerazione. II Legge di
Newton. Traiettoria. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo
uniformemente accelerato. Caduta dei corpi. Il moto in due dimensioni. Il
moto del proiettile. Il moto circolare. Lavoro ed energia. Conservazione
dell’energia meccanica. Forze non conservative. Urti. Quantità di moto.
Conservazione della quantità di moto. Centro di massa. Equilibrio di un
corpo rigido. Momento di una forza. Equilibrio di un punto materiale.
Cenni alla dinamica rotazionale (1 CFU).
2. Meccanica dei fluidi: definizione di fluido ideale. Proprietà dei fluidi.
Definizione di pressione. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Legge
di Pascal. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli. Fluidi reali
(cenni) (1 CFU).
3. Termodinamica: principio zero della termodinamica. Definizione di
temperatura assoluta. Calore specifico. Capacità termica. Trasformazioni
di stato. Calore latente di trasformazione. Sistema termodinamico. Gas
perfetto. Calore, lavoro ed energia interna. Primo principio della
termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Trasformazioni cicliche.
Secondo principio della termodinamica. Entropia (1.5 CFU).
4. La macchina del clima. Irraggiamento. Fondamenti di
elettromagnetismo. Microscopia (cenni) (0.5 CFU).
Esercitazioni di laboratorio (2 CFU, 18 ore):
Scopo delle esercitazioni di laboratorio didattico è apprendere i principi e
i metodi della misura attraverso l’uso dei più comuni strumenti di
laboratorio e l’elaborazione statistica e grafica dei dati ottenuti. In
particolare, verranno considerati i seguenti esperimenti: allungamento di
una molla elicoidale e verifica della legge di Hooke; relazioni quantitative
tra le grandezze fisiche che descrivono un moto uniformemente
accelerato; forze su un piano inclinato; determinazione della densità dei
liquidi o di solidi; spinta ascensionale in funzione del volume e della
massa di un corpo. Ogni esperimento verrà svolto in gruppi di 5 studenti.
Al termine delle esercitazioni, ogni gruppo dovrà consegnare una
relazione su tutte le attività svolte in laboratorio, descrivendo per ogni
esperienza il montaggio sperimentale e presentando i dati ottenuti, i
calcoli eseguiti, i risultati analitici calcolati (espressi con il corretto
numero di cifre significative) e la discussione/interpretazione degli stessi.
Lectures (4 ECTS)
1. Scientific method. Measurements and measurement units. Forces.
Newton’s Laws I and III. Weight force. Normal force. Frictional force.
Tension force. Elastic force. Measurements of the forces. Operations on
vectors: addiction, subtraction, scalar product and vector product.
Position and displacement. Speed. Acceleration. Newton’s Law II.
Trajectory. Uniform motion. Rectilinear uniformly accelerated motion.
Falling bodies. The motion in two dimensions. The motion of the
projectile. The circular motion. Work and energy. Conservation of
mechanical energy. Non-conservative forces. Impacts. Momentum.
Conservation of momentum. Centre of mass. Balance of a rigid body.
Moment of a force. Equilibrium of a material point. Rotational dynamics
(notes) (1 ECTS).
2. Fluid Mechanics: definition of ideal fluid. Properties of fluids. Definition
of pressure. Stevin’s Law. Archimedes’ principle. Pascal’s Law. Continuity
equation. Bernoulli’s equation. Real fluids (notes) (1 ECTS).
3. Thermodynamics: Zero law of thermodynamics. Definition of absolute
temperature. Specific heat. Heat capacity. State transformations. Latent
heat. Thermodynamic systems. Perfect gases. Heat, work and internal
energy. First law of thermodynamics. Thermodynamic processes. Cyclic
transformations. Second law of thermodynamics. Entropy (1.5 ECTS).
4. The climate machine. Radiation. Fundamentals of Electromagnetism.
Microscopy (notes) (0.5 ECTS).
Laboratory experiences (2 ECTS):
The aim of the practical laboratories is to teach students the principles
and methods of measurement using the most common laboratory
instruments, basic statistical processing, and data graphical
representation. In particular, students will perform the following
experiments: elongation of a helical spring and verification of Hooke's
law; elongation of an elastic body; quantitative relationships between the
physical quantities describing a uniformly accelerated motion; forces on a
sloping plane; determination of liquids’ or solids’ mass densities; action of
atmospheric pressure; Archimede’s force as a function of the volume and
the mass of a body. Each experiment will be carried out by groups of 5
students. At the end of the laboratory practice, each group will have to
prepare a report on all the activities carried out in the laboratory,
describing for each experiment the set-up and the data obtained, the
executed calculations, the calculated analytical results (expressed with
the correct number of significant digits ) and the final discussion /
interpretation.
Alla fine del corso sono previste due prove a risposta multipla (meccanica
e termodinamica), che includono sia domande teoriche, sia esercizi,
seguite da una prova orale, dove è possibile discutere la relazione di
laboratorio per migliorare il proprio voto.
Tutti gli studenti hanno anche l’opzione di svolgere un esame scritto,
seguito da una prova orale ed, eventualmente, della presentazione di una relazione di laboratorio. La prova scritta consiste in due quesiti da
risolvere mentre il colloquio orale è articolato su tre tematiche tra quelle
elencate nel programma del corso.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Lo studente, nel corso della prova, dovrà dimostrare: a) la comprensione
dei principi e delle leggi fondamentali della Fisica; b) la capacità di
applicare le leggi presentate durante il corso c) la capacità di risolvere
esercizi di fisica, applicando le leggi e i principi della meccanica o
termodinamica. Per superare l’esame di fisica, lo studente dovrà
dimostrare di possedere una complessiva conoscenza dei contenuti,
esposti in maniera sufficientemente corretta con utilizzo di adeguata
terminologia tecnica, e di essere in grado di affrontare ragionamenti
deduttivi che gli consentano di realizzare opportuni collegamenti
all’interno della materia e di averne acquisito una buona padronanza.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato
quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del
massimo dei voti con lode (30 e lode).
Criteri di attribuzione del voto finale.
Gli studenti che ottengono come media delle due prove a risposta
multipla (meccanica e termodinamica, domande teoriche ed esercizi) una
votazione superiore a 18/30 (con una votazione minima di 15/30 ad ogni
prova parziale), potranno decidere se sostenere la prova orale, se
discutere la relazione di laboratorio per migliorare il voto,o accettare la
media deI due parziali come voto finale.La prova scritta consiste in due
esercizi. La prova orale obbligatoria dopo l’esame scritto consiste in tre
domande (meccanica, fluidi, termodinamica).La relazione di laboratorio
può aumentare di 1-2 punti il risultato finale dell’esame.La lode verrà
attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima,
abbiano dimostrato la completa padronanza della materia.
Learning Evaluation Methods.
At the end of the course there will be two tests with multiple answers
(mechanics and thermodynamics), including both theoretical questions
and exercises, followed by an oral test, where the students can discuss
the laboratory report, in order to improve their final physics exam mark.
All students also have the option to make a written examination, followed
by an oral test and, possibly, the presentation of a laboratory report.
Learning Evaluation Criteria.
During the tests, student will have to demonstrate that they: a) have
understood the principles and fundamental laws of Physics; b) are able to
demonstrate with practical examples the application of the laws studied
during the course; c) are able to solve exercises, applying the laws and
principles of mechanics or thermodynamics. To pass the Physics exam,
the student must demonstrate an overall understanding of the content,
present it in a sufficiently correct way, with the use of appropriate
technical terminology, and to be able to deal with deductive reasoning
that allow to create appropriate links between the studied arguments and
to prove that he has acquired a good mastery of them.
Learning Measurement Criteria.
The final mark is awarded out of thirty. The exam is passed when the
grade is equal or greater than 18. It is possible to be awarded with the
highest marks with honors (30 cum laude).
Final Mark Allocation Criteria.
Students who get at the two tests (mechanics and thermodynamics,
theoretical questions and exercises) an average vote higher than 18/30
(with a minimum score of 15/30 in each partial test), may decide whether
to take the oral test, only discuss the laboratory report to improve their
marks, or just accept the average of the two tests as the final mark of the
physics exam.For students who do the written examination, it consists of
2 exercises (mechanics, fluids or thermodynamics). The oral examination,
mandatory after the written exam, consists of three questions
(mechanics, fluids, thermodynamics), on any subject covered during the
course. The laboratory report may increase by 1-2 points (in thirtieths)
the exam mark.
- A. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson, "Fisica
Generale. Principi e applicazioni", McGraw-Hill, seconda edizione, 2012.
- Halliday, Resnick Walzer, “Fondamenti di Fisica”, CEA, 6 edizione.
- Qualunque testo di Fisica per corsi universitari.
- A. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson, “Fisica
Generale. Principi e applicazioni”, McGraw-Hill, second edition, 2012;
- P. Pavan, F. Soramel, “Problemi di Fisica Risolti e Commentati”, Casa
Editrice Ambrosiana, third edition, 2007;
- Any physics text for university courses.
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2019-2020
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427