Fisica

INFORMAZIONI GENERALI

Obiettivi Formativi

Il corso fornisce le conoscenze di base della Fisica Classica. Obiettivi del corso sono la padronanza dei principi fisici fondamentali e la loro applicazione nella risoluzione di problemi quotidiani. In particolare, gli obiettivi specifici relativi ai singoli moduli del corso sono:

1.        Acquisire familiarità con le principali grandezze fisiche ed il metodo sperimentale. Sapere utilizzare la notazione scientifica. Conoscere i principali strumenti di misura, quali calibro, cronometro, termometro, etc. e come si utilizzano in modo corretto.

2.        Conoscere i fondamenti della cinematica, della statica e della dinamica. Saper rappresentare i principali moti di un corpo nello spazio. Riconoscere i principali tipi di forze e saperne applicare le leggi. Conoscere i principi di funzionamento della bilancia e della centrifuga.

3.        Riconoscere le principali forme di energia. Sapere applicare la conservazione dell’energia per la risoluzione di problemi quotidiani. Conoscere le leggi della termodinamica e l’equazione di stato dei gas perfetti e prevederne le conseguenze in campo agro-alimentare.  Conoscere il funzionamento di tecnologie quali il frigorifero e la pentola a pressione.

4.        Acquisire i concetti base sulle cariche e i campi elettrici. Conoscere il funzionamento di un circuito. Capire il funzionamento delle apparecchiature elettroniche di uso quotidiano, con particolare riferimento a quelle utilizzate in cucina e nel settore agro-alimentare.

5.        Acquisire i concetti base sui campi elettromagnetici. Conoscere lo spettro elettromagnetico e le principali interazioni delle onde elettromagnetiche con la materia. Capire il funzionamento delle strumentazioni di uso quotidiano, basate sui fenomeni elettromagnetici, con particolare riferimento a quelle utilizzate in cucina e nel settore agro-alimentare.

6.        Conoscere le leggi che governano il comportamento dei fluidi. Saper descrivere il comportamento di fluidi semplici e dei corpi immersi in essi. Saper descrivere i principali fenomeni di superficie e le loro applicazioni nel settore agro-alimentare e gastronomico. Conoscere e descrivere le grandezze e le principali leggi che governano i fenomeni acustici.

Risultati di apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente dovrà aver acquisito:

Conoscenza e capacità di comprensione

•          delle principali grandezze fisiche e della notazione scientifica

•          delle leggi fondamentali della cinematica e della dinamica

•          del concetto di energia e delle leggi della termodinamica

•          del concetto di carica e campo elettrico e delle leggi che ne governano il comportamento

•          del concetto di campo elettromagnetico e delle leggi che ne governano il comportamento

•          delle principali forme di interazione tra onde elettromagnetiche e materia

•          delle leggi alla base del comportamento dei fluidi e dei corpi immersi in essi

•          delle grandezze e delle principali leggi che governano i fenomeni acustici

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

 •         il metodo scientifico ai problemi quotidiani e utilizzare correttamente la notazione scientifica

•          le leggi apprese per descrivere il moto di un corpo soggetto a diverse tipologie di forze

•          il teorema di conservazione dell'energia per riuscire a risolvere semplici problemi quotidiani

•          i principi teorici appresi per utilizzare correttamente le strumentazioni elettroniche e le moderne tecnologie presenti nel settore agroalimentare

•          le leggi acquisite per descrivere il comportamento dei fluidi e dei corpi immersi in essi

•          le conoscenze acquisite per riconoscere e prevedere il comportamento dei fenomeni a carattere ondulatorio e la loro interazione con la materia

Abilità di giudizio

•          saper riconoscere le principali leggi fisiche che governano i fenomeni nei diversi contesti quotidiani

•          saper prevedere il comportamento degli oggetti e delle sostanze utilizzate nei diversi contesti dell’ambito lavorativo, con particolare riferimento al settore agro-alimentare e gastronomico

Abilità di comunicare

•          •          acquisire e utilizzare il linguaggio scientifico più appropriato alla descrizione dei fenomeni e alla risoluzione delle problematiche incontrati nel lavoro quotidiano

Capacità di apprendimento

•          •          possedere il metodo e gli strumenti di base per comprendere gli argomenti trattati successivamente nel corso di studi

PROGRAMMA DEL CORSO

UNITÀ DIDATTICA 1: METODO SCIENTIFICO, MISURE, GRANDEZZE E STRUMENTI (1 CFU)

Il metodo scientifico. Grandezze fisiche fondamentali e unità di misura. Sistema Internazionale. Notazione scientifica. Equivalenze. Strumenti di misura: portata, sensibilità, prontezza, etc… Corretto utilizzo degli strumenti di misura: calibro, cronometro, termometro, etc..

UNITÀ DIDATTICA 2:  CORPI, MOTI, FORZE (1 CFU)

Punto materiale e corpo rigido. Baricentro ed equilibrio. Stati della materia. Grafico spazio-tempo. Velocità. Accelerazione. Moto rettilineo. Moto parabolico e moto circolare. Le forze fondamentali. Le tre leggi della dinamica. Forze e applicazioni reali. La forza peso. La bilancia. La centrifuga.

UNITÀ DIDATTICA 3:  ENERGIA  (1 CFU)

Lavoro. Energia. Alcune forme di energia. Forme di energia e conservazione. Calore. Temperatura. Teoria cinetica. Propagazione del calore. Proprietà termiche della materia. Materiali utilizzati per la cottura. Passaggi di stato e gas perfetti. Il frigorifero e l’abbattitore. La pentola a pressione.

UNITÀ DIDATTICA 4:  CARICHE E CAMPI ELETTRICI  (1 CFU)

Cariche. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico ed energia. Differenza di potenziale. Intensità di corrente. Circuiti. Tecnologia elettrica in cucina: riscaldatori, grill, bilancia elettronica, frullatori.

UNITÀ DIDATTICA 5:  ELETTROMAGNETISMO ED ONDE  (1 CFU)

Magneti, forza magnetica, campo magnetico. Magneti e correnti. Il motore elettrico. Campi indotti. Campo elettromagnetico. Spettro elettromagnetico. Le onde: principali parametri e comportamento. Interazioni radiazione-materia. Le diverse tipologie di lampadine. Le diverse tipologie di forni.

UNITÀ DIDATTICA 6:  FLUIDI  (1 CFU)

Fluidi e leggi principali. Il teorema di Archimede. La pressione atmosferica. Il suono. Onde acustiche: proprietà e comportamento. Fenomeni di superficie. Colloidi. Applicazioni in scienze gastronomiche: schiume, gel, emulsioni.

Testi consigliati

Il docente consiglia l’integrazione del materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) con i seguenti testi, a cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:

• U. Amaldi, M.Bonzagni. “La Fisica in Cucina”. Zanichelli editore.
• D. Scannicchio, E. Giroletti. "Elementi di fisica biomedica" (2015). Casa Editrice Edises.
• D. Halliday, R. Resnik, J. Walker. “Fondamenti di fisica”. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

MODALITÀ DI ESAME, PREREQUISITI, ESAMI PROPEDEUTICI

Modalità di accertamento dei risultati di apprendimento acquisiti dallo studente

L'acquisizione dei risultati di apprendimento previsti verrà accertata durante il corso attraverso le attività di autovalutazione, che saranno presenti alla fine di ogni unità didattica. La conoscenza e la comprensione degli argomenti svolti saranno accertate alla fine del percorso attraverso domande di tipo teorico, anche a risposta multipla. La capacità di applicare le conoscenze acquisite sarà invece valutata attraverso domande aperte in cui verrà richiesta la descrizione dell’intero processo risolutivo degli esercizi proposti.

Modalità di esame

L'esame consiste in una prova scritta che avrà il compito di verificare l’effettivo raggiungimento dei requisiti di apprendimento attesi. La prova sarà composta da 20 domande a risposta multipla, utili ad accertare la conoscenza degli argomenti svolti, più tre esercizi aperti, in cui verrà richiesta la descrizione dell’intero procedimento, necessari per verificare la capacità di applicare le conoscenze acquisite. Gli esercizi saranno della stessa tipologia di quelli illustrati nelle lezioni o nelle esercitazioni, o in ogni caso presenti nei testi di riferimento. In caso di risposta corretta a ciascuna domanda a risposta multipla sarà assegnato un punto; non sono previste penalità nel caso in cui sia selezionata una risposta non corretta. Il punteggio degli esercizi aperti sarà invece assegnato partendo da 0 punti (esercizio completamente sbagliato) fino ad un massimo di quattro punti (soluzione e procedimento dell’esercizio perfetti) ciascuno. La sufficienza, come di consueto, si potrà raggiungere ottenendo un punteggio complessivo di almeno diciotto trentesimi, mentre il massimo punteggio ottenibile sarà pari a trenta trentesimi con lode. Per l’esecuzione della prova è di norma previsto un tempo massimo di 45 minuti ed è concesso l’uso della calcolatrice scientifica.

In caso di esigenze didattiche particolari, lo scritto potrà essere integrato da un colloquio orale.  Per l'accesso all'esame è necessario avere registrato un’attività in piattaforma di minimo 12 ore

Propedeuticità

E’ altamente consigliato avere già seguito il corso di Fondamenti di Matematica e Statistica.

Prerequisiti

Non sono previsti specifici prerequisiti se non quelli riconducibili alla verifica delle competenze in ingresso dichiarate per l’ambito delle scienze fisiche.

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA

Modalità di erogazione del corso:

Il corso sarà erogato completamente in modalità ‘a distanza’ e articolato in 6 unità didattiche: metodo scientifico misure e grandezze, corpi moti forze, energia, cariche e campi elettrici, elettromagnetismo ed onde, fluidi.

Attività didattiche previste

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI), saranno costituite da 6 ore per CFU e ripartite secondo una struttura di almeno 2,5 ore di DE (tenuta in considerazione la necessità di riascolto) e di 1 ora di DI per ciascun CFU.

Attività didattica erogativa (17  ore):

• 34 lezioni frontali videoregistrate, della durata di circa 30 minuti ciascuna (tenuta in considerazione la necessità di riascolto) sempre disponibili in piattaforma.

Attività didattica interattiva (6 ore):

•          6 esercitazioni interattive in aula virtuale da 60 min, svolte in modalità sincrona

Attività di autoapprendimento:

•          Per ogni unità didattica sarà presente un test in uscita dall’unità, al fine di valutare le competenze acquisite dallo studente dopo aver concluso ciascuna unità didattica prevista dall’insegnamento.

•          Al termine del corso è previsto un test di autovalutazione, con domande a scelta multipla, per la valutazione delle competenze in uscita dal corso.

Ricevimento studenti

Il docente sarà a disposizione per il ricevimento degli studenti mediante videoconferenza zoom una volta a settimana. Il docente sarà sempre reperibile via e-mail o tramite il forum "Comunica col docente" presente in piattaforma didattica. Su richiesta degli studenti, il docente è disponibile ad organizzare ulteriori incontri interattivi in videoconferenza in date da concordare.