Fornire una buona conoscenza di base riguardo a Concetti, Leggi e Principi della Fisica, in particolare per quello che riguarda argomenti attinenti al corso di laurea in Scienze Biologiche.
Sviluppare le competenze per applicare tali Leggi e Principi per l’interpretazione quantitativa dei fenomeni reali, con particolare riguardo agli aspetti specifici del corso di laurea in Scienze Biologiche e alle aspettative professionali di un futuro Biologo.
Il corso, a frequenza obbligatoria, prevede lezioni teoriche, esercitazioni e attività pratiche. Le attività pratiche useranno, per quanto possibile, materiali e strumenti facilmente reperibili di modo che possano essere riprodotte anche indipendentemente dagli studenti.
Sviluppare le competenze per applicare tali Leggi e Principi per l’interpretazione quantitativa dei fenomeni reali, con particolare riguardo agli aspetti specifici del corso di laurea in Scienze Biologiche e alle aspettative professionali di un futuro Biologo.
Il corso, a frequenza obbligatoria, prevede lezioni teoriche, esercitazioni e attività pratiche. Le attività pratiche useranno, per quanto possibile, materiali e strumenti facilmente reperibili di modo che possano essere riprodotte anche indipendentemente dagli studenti.
scheda docente
materiale didattico
Le Forze:
• Definizione statica e dinamica di Forza
• Equilibrio:
o composizione e scomposizione delle forze.
o Definizione di momento di una forza
o Equilibrio dei corpi estesi: forze e momenti
o Applicazioni: piano inclinato, leve, carrucole, verricello.
• Forze specifiche:
o Forza di gravità,
o forza peso,
o forza elastica, sforzo e deformazione, costante elastica e modulo di Young
o forze di attrito (statico e dinamico)
o Forza di Coulomb
o Spinta di Archimede
• Leggi di Newton: approfondimento
o Principio di Inerzia (I legge di Newton) sistemi di riferimento inerziali e non.
o II legge di Newton: applicazioni
o III legge di Newton: applicazioni
o Applicazioni: Forze di reazione, Forze apparenti
• Energia:
o Lavoro di una forza
o Energia cinetica (traslazione e rotazione), il momento di Inerzia
o Energia potenziale gravitazionale,
o Energia potenziale elastica.
o principio di conservazione dell’energia meccanica.
o Forze non conservative.
• La quantità di moto
o quantità di moto e impulso
o Momento angolare e momento di una forza.
o Principio di conservazione della quantità di moto.
o Centro di massa.
o Urti elastici e anelastici.
Fluidi
• Grandezze caratteristiche
o Densità, pressione
• Statica
o La pressa idraulica
o Spinta di idrostatica (spinta di Archimede).
o Legge di Stevino-Pascal
• Dinamica
o Flusso e Portata
o Equazione di Bernoulli
o Flusso laminare e turbolento
Onde
• Proprietà delle onde e grandezze caratteristiche:
o lunghezza d’onda,
o periodo,
o Frequenza,
o velocità.
• Le armoniche e le onde sinusoidali.
• Onde elastiche, onde acustiche.
• Energia e potenza
• Interferenza di onde e onde stazionarie
• Riflessione/trasmissione
• Effetto Doppler
Elettromagnetismo
• Dalla forza di Coulomb al campo elettrostatico
o Legge di Gauss e campi di distribuzioni classiche di carica
• Dall’energia elettrostatica al potenziale elettrostatico V
o Relazione tra potenziale e campo elettrico
o Superfici equipotenziali e linee di flusso
• Capacità e condensatori
o energia immagazzinata in un condensatore.
o Condensatori in serie o in parallelo.
• La corrente elettrica
o Resistenza e resistività, Leggi di Ohm
o La corrente elettrica: intensità, densità di corrente.
o Forza elettromotrice e generatori reali
o Energia e potenza in un circuito elettrico (Effetto Joule)
o Resistenze in serie e in parallelo.
o Processi di carica e scarica di un condensatore.
o Applicazioni Biologiche: anguilla elettrica, segnali elettrici nei neuroni
Ottica
o principi di ottica geometrica: riflessione, rifrazione
o principi di ottica fisica: interferenza, diffrazione
Andrea Alessandrini: Fisica per le Scienze della Vita (CEA, Zanichelli), (ISBN: 978-88-08-92045-4) http://online.universita.zanichelli.it/alessandrini
J. Walker: Fondamenti di Fisica (V ed.) (Pearson) (ISBN: 978-88-6518-928-3)
Programma
MeccanicaLe Forze:
• Definizione statica e dinamica di Forza
• Equilibrio:
o composizione e scomposizione delle forze.
o Definizione di momento di una forza
o Equilibrio dei corpi estesi: forze e momenti
o Applicazioni: piano inclinato, leve, carrucole, verricello.
• Forze specifiche:
o Forza di gravità,
o forza peso,
o forza elastica, sforzo e deformazione, costante elastica e modulo di Young
o forze di attrito (statico e dinamico)
o Forza di Coulomb
o Spinta di Archimede
• Leggi di Newton: approfondimento
o Principio di Inerzia (I legge di Newton) sistemi di riferimento inerziali e non.
o II legge di Newton: applicazioni
o III legge di Newton: applicazioni
o Applicazioni: Forze di reazione, Forze apparenti
• Energia:
o Lavoro di una forza
o Energia cinetica (traslazione e rotazione), il momento di Inerzia
o Energia potenziale gravitazionale,
o Energia potenziale elastica.
o principio di conservazione dell’energia meccanica.
o Forze non conservative.
• La quantità di moto
o quantità di moto e impulso
o Momento angolare e momento di una forza.
o Principio di conservazione della quantità di moto.
o Centro di massa.
o Urti elastici e anelastici.
Fluidi
• Grandezze caratteristiche
o Densità, pressione
• Statica
o La pressa idraulica
o Spinta di idrostatica (spinta di Archimede).
o Legge di Stevino-Pascal
• Dinamica
o Flusso e Portata
o Equazione di Bernoulli
o Flusso laminare e turbolento
Onde
• Proprietà delle onde e grandezze caratteristiche:
o lunghezza d’onda,
o periodo,
o Frequenza,
o velocità.
• Le armoniche e le onde sinusoidali.
• Onde elastiche, onde acustiche.
• Energia e potenza
• Interferenza di onde e onde stazionarie
• Riflessione/trasmissione
• Effetto Doppler
Elettromagnetismo
• Dalla forza di Coulomb al campo elettrostatico
o Legge di Gauss e campi di distribuzioni classiche di carica
• Dall’energia elettrostatica al potenziale elettrostatico V
o Relazione tra potenziale e campo elettrico
o Superfici equipotenziali e linee di flusso
• Capacità e condensatori
o energia immagazzinata in un condensatore.
o Condensatori in serie o in parallelo.
• La corrente elettrica
o Resistenza e resistività, Leggi di Ohm
o La corrente elettrica: intensità, densità di corrente.
o Forza elettromotrice e generatori reali
o Energia e potenza in un circuito elettrico (Effetto Joule)
o Resistenze in serie e in parallelo.
o Processi di carica e scarica di un condensatore.
o Applicazioni Biologiche: anguilla elettrica, segnali elettrici nei neuroni
Ottica
o principi di ottica geometrica: riflessione, rifrazione
o principi di ottica fisica: interferenza, diffrazione
Testi Adottati
Uno dei due testi:Andrea Alessandrini: Fisica per le Scienze della Vita (CEA, Zanichelli), (ISBN: 978-88-08-92045-4) http://online.universita.zanichelli.it/alessandrini
J. Walker: Fondamenti di Fisica (V ed.) (Pearson) (ISBN: 978-88-6518-928-3)
Bibliografia Di Riferimento
-Modalità Erogazione
Lezioni frontali ed esercitazioniModalità Frequenza
Fatti savo i casi previsti dai regolamenti di Ateneo, la frequenza al corso è obbligatoria in presenza per gli studenti in corso. Alcune attività sono disponibili solo a che frequenta con regolarità il Corso. Alcune prove di valutazione potranno essere disponibili solo per gli studenti frequentanti . A seguito dell'autorizzazione del Collegio Didattico il docente mette a disposizione lezioni in streaming e registrate per quegli argomenti e procedure più difficili da memorizzare e da seguire (algoritmi, procedure etc...).Modalità Valutazione
La frequenza è obbligatoria, le presenze sono registrate a campione, l'ammissione ad alcuni appelli di esame o test può essere subordinata alla presenza ad almeno 75% delle presenze rilevate. Gli esami consistono in - una prova scritta con QUESITI a risposta multipla per la verifica delle conoscenze di base (20 quesiti sugli argomenti del corso Zero di Fisica) - una prova scritta con QUESITI a risposta multipla (40 quesiti sugli argomenti del Corso di Fisica) - una prova orale in cui vengono valutati: conoscenze di leggi e principi di Fisica trattati nel corso, l’abilità di modellizzare fenomeni reali (in particolare interenti al corso di Laurea in sceinze biologiche) utilizzando principi e leggi della Fisica e di argomentare le scelte fatte; la capacità di riconoscere i parametri fisici coinvolti in un fenomeno, effettuare approssimazioni, stimare/calcolare le grandezze utilizzate; l’uso appropriato del linguaggio scientifico e dei concetti della Fisica per discutere in modo quantitativo i modelli utilizzati e analizzare in modo critico i risultati ottenuti. Durante il corso sono attivi test di autovalutazione che consentono agli studenti di testare le conoscenze e competenze acquisite. I risultati dei Test di Autovalutazione non concorrono a definire il risultato dell'esame Non sono previste prove di esonero Divieto di strumenti di Intelligenza Artificiale (IA) e LLM: Durante entrambe le prove (test su Moodle e orale) è vietato l’uso di strumenti di IA, inclusi i Large Language Models (LLM) e qualsiasi assistente che generi o suggerisca risposte (ad es. chatbot, funzioni di “riscrittura/riassunto/spiegazione”, estensioni del browser o app analoghe). Uso non autorizzato e sanzioni L’uso di tali strumenti, anche parziale o tramite dispositivi esterni, è considerato non autorizzato e comporta - l'interruzione immediata della prova - l'esclusione dalla partecipazione alle successive sessioni d’esame fino al semestre successivo. L’uso non autorizzato dei suddetti strumenti può essere accertato anche successivamente mediante strumenti di analisi (inclusi sistemi IA), verifiche software, controllo dei log/flussI di attività e colloqui o prove di riscontro delle competenze.