Corso di Laurea in Scienze e tecnologie agrarie - STA

L'insegnamento afferisce all'area formativa delle conoscenze propedeutiche ed 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 stimolare l'interesse verso questa disciplina la trattazione formale sarà integrata con la presentazione di applicazioni a casi concreti, con particolare riferimento al settore agro-forestale quando possibile.

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 agrario e forestale.

Capacità di applicare le conoscenze 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.

L'insegnamento è strutturato di 60 ore di lezioni frontali 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 rese 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.

ATTENZIONE! Le modalità di insegnamento potranno subire variazioni in funzione delle disposizioni nazionali e di Ateneo relative alla emergenza  sanitaria Covid_19. I materiali didattici saranno comunque resi disponibili in modalità asincrona sulla piattaforma Moodle. Tutte le comunicazioni saranno effettuate attraverso la pagina Moodle dell'insegnamento a cui è quindi indispensabile iscriversi. Le lezioni online si potranno seguire via Webex collegandosi alla camera virtuale https://unito.webex.com/meet/mariamargherita.obertino

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. Tale prova è costituita da un test con domande a risposta multipla, una domanda aperta di teoria e 2 esercizi di cui viene valutato l'intero svolgimento. Capacità espositiva e proprietà di linguaggio vengono verificate mediante la domanda aperta.

La prova orale può essere sostenuta solo da chi ha superato la prova scritta con votazione minima di 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.

Le modalità di svolgimento degli esami potranno subire variazioni in funzione delle disposizioni nazionali e di Ateneo relative alla emergenza  sanitaria Covid_19. In particolare verrà garantita la possibilità di sostenere gli esami online a coloro che si trovano in una delle condizioni elencate nel DR 2576 "Ripresa esami in presenza per tutti gli studenti". In tal caso gli esami verranno svolti sulla piattaforma Moodle e in collegamento WebEx. La struttura generale dell'esame resterà invariata. Informazioni più dettagliate saranno rese disponibili sulla pagina Moodle del corso.

• Per ogni argomento in programma vengono resi disponibili sulla piattaforma e-learning Moodle test di autovalutazione (domande a scelta multipla, quiz vero-falso).

• 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.

A causa dell'emergenza sanitaria dovuta al Covid-19, le modalità di svolgimento delle esercitazioni potranno subire variazioni. Informazioni più dettagliate saranno rese disponibili sulla pagina Moodle del corso.

1. Grandezze fisiche e unità di misura

Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Il sistema internazionale. Analisi dimensionale. Conversione di unità di misura. Notazione scientifica. Calcoli di ordini di grandezza. Grandezze scalari. Grandezze vettoriali.

2. Cinematica

Sistema di riferimento. Posizione, traiettoria. Velocità media e istantanea. Accelerazione media, istantanea, tangenziale e radiale. Diagramma del 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.

3. Dinamica: forze e leggi di Newton

Concetto di forza. Le tre leggi di Newton. Forza gravitazionale. Differenza tra massa e peso. Condizione di equilibrio traslazionale. Forza normale. Forza centripeta. Forza elastica. Attrito statico e dinamico.

4. Dinamica: lavoro ed energia

Lavoro meccanico. Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica. Forze conservative e energia potenziale. Energia meccanica e sua conservazione. Lavoro delle forze non conservative. Potenza.

5. Quantità di moto e urti

Impulso di una forza e quantità di moto. Sistemi isolati e conservazione della quantità di moto. Urti elastici ed anelastici in una dimensione.

6. 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. Le leve. Centro di massa e baricentro.

7. Meccanica dei fluidi: idrostatica

Densità. Pressione. Principio di Pascal. Pressione idrostatica e legge di Stevino. Legge di Archimede e galleggiamento.

8. Meccanica dei fluidi: fluidodinamica

Fluidi ideali. Portata di un fluido. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli e sue applicazioni.

Fluidi reali. Viscosità. Resistenza idrodinamica. Legge di Hagen-Poiseuille. Flusso laminare e turbolento. Forza di attrito viscoso e legge di Stokes. Sedimentazione. Centrifugazione.

Tensione superficiale. Forze di adesione e coesione. Capillarità e legge di Jurin.

9. Temperatura e gas perfetti

Temperatura ed equilibrio termico. Descrizione macroscopica dei gas perfetti e loro equazione di stato.

10. Calorimetria e termodinamica

Calore. Capacità termica e calore specifico. Cambiamenti di fase e calore latente. Meccanismi di trasmissione del calore: convezione, conduzione ed irraggiamento. Legge di Fourier. Lo spettro di emissione di corpo nero, ipotesi di Planck e legge di Wien.

Lavoro in una trasformazione termodinamica. Energia interna. Il primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche: trasformazione isobara, isocora, isotermica ed adiabatica.

Macchine termiche e il secondo principio della termodinamica. Rendimento termodinamico. Processi reversibili ed irreversibili. Macchine frigorifere.

11. 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 di intensità e di pressione sonora. Il decibel.

12. 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 un condensatore.

Campo magnetico. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa. Forza magnetica su un filo percorso da corrente. Campi magnetici prodotti da correnti (filo rettilineo, spira e solenoide). La legge di Ampere. Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday-Lenz. Le leggi di Maxwell e le onde elettromagnetiche.

13. Onde elettromagnetiche

Caratteristiche principali delle onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. L'effetto fotoelettrico. Natura corpuscolare delle onde elettromagnetiche; il fotone.

Si consiglia l'utilizzo di uno dei seguenti testi:

• Serway - Jewett, Principi di Fisica, EdiSES
• Walker, Fondamenti di Fisica, Pearson

Sono disponibili sulla piattaforma e-learnig Moodle le slide delle lezioni, esercizi, video esplicativi e quiz di autovalutazione online. 

Libro di esercizi svolti: Gordon, McGrew, Serway, Jawett, Esercizi di fisica. Guida ragionata alla soluzione, EdiSES.

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.