FISICA APPLICATA

Attivita' formativa integrata

Scheda dell'insegnamento

Codice dell'attivita' formativa:

TPR21B1

Anno accademico di regolamento:

2017

Anno di erogazione:

2018/2019

Afferenza:

Corso di Laurea triennale (DM 270) in TECNICHE DELLA PREVENZIONE NELL'AMBIENTE E NEI LUOGHI DI LAVORO (ABILITANTE ALLA PROFESSIONE SANITARIA DI TECNICO DELLA PREVENZIONE NELL'AMBIENTE E NEI LUOGHI DI LAVORO)

Moduli:

ELETROMAGNETISMO - 1 crediti

FISICA APPLICATA - 5 crediti

Sede:

CHIETI

Crediti:

Anno di corso:

Ciclo:

Primo Semestre

Ore di attivita' frontale:

Prerequisiti:

Trattandosi di un insegnamento di base non ci sono prerequisiti specifici, ma è richiesta una preparazione media a livello di scuola secondaria superiore nelle materie scientifiche di base, in particolare matematica.

Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi formativi:
1) far acquisire allo studente familiarità con le nozioni e i concetti fondamentali della fisica classica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo), con le leggi della fisica che regolano il comportamento e l’evoluzione dei sistemi macroscopici, con il metodo della fisica classica basato sulla dialettica tra teoria ed esperimento;
2) sviluppare la capacità di risolvere problemi semplici nell’ambito della fisica classica che comprendano il calcolo di grandezze fisiche relative a un sistema o la previsione dell’evoluzione di un sistema;
3) sviluppare la capacità di elaborare e utilizzare quanto acquisito in questo insegnamento nell’ambito di discipline diverse sia di carattere più specifico sia di tipo applicativo.

Inglese:

At the end of this course the student should have become familiar with the basic notions and concepts of classical physics, (mechanics, thermodynamics, electromagnetism), with the laws of physics regulating the behavior and evolution of macroscopic systems, with the classical physics method, based on dialectics between theory and experiment.
Moreover, the student should have acquired the ability to solve simple problems in classical physics, i.e. calculating physical quantities related to a system or predicting the evolution of a system.
Finally, the student should have acquired the ability to develop the ability to elaborate and use what has been acquired in the course in the context of different applicative disciplines.

Contenuti

1. INTRODUZIONE ALLA FISICA
2. MECCANICA DEL PUNTO MATERIALE
3. MECCANICA DEI FLUIDI
4. TERMODINAMICA
5. ELETTROMAGNETISMO
6. RADIOATTIVITA’

Inglese:

1) Introduction
2) Particle point mechanics
3) fluid mechanics
4) Thermodynamics
5) Electromagnetism
6) Radioactive decay.

Programma esteso

MODULO DI FISICA APPLICATA:
1. INTRODUZIONE
Leggi fisiche, grandezze fisiche e loro misura, grandezze scalari e grandezze vettoriali, grandezze fondamentali e grandezze derivate, unità di misura, errori.
2. MECCANICA :
a) Cinematica: sistema di coordinate, posizione, spostamento, velocità, accelerazione, traiettoria, moto rettilineo uniforme, moto rettilineo uniformemente accelerato, moto parabolico.
b) Dinamica: massa, punto materiale, leggi di Newton, somma vettoriale delle forze, diversi tipi di forza (forza di gravità, forza peso, forza elettrostatica, forza elastica, forze di attrito).
c) Lavoro di una forza, teorema dell’energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell’energia meccanica totale. Bilancio dell’energia in presenza di forze non conservative.
d) Quantità di moto, impulso, quantità di moto di un sistema con molti corpi, conservazione della quantità di moto, urti semplici elastici e anelastici.
e) Fluidostatica: pressione, legge fondamentale della fluidostatica. Leggi di Stevino e di Pascal. Spinta di Archimede.
f) Fluidodinamica: flusso, equazione di continuità, teorema di Bernoulli. Flusso laminare. Viscosità. Numero di Rayleigh.

3) TERMODINAMICA
a) Sistema termodinamico. Descrizione di un sistema termodinamico: variabili di stato, equazione di stato, equilibrio termodinamico, trasformazioni, diagramma delle trasformazioni. Temperatura, misura della temperatura, scala della temperatura. Gas perfetto, equazione di stato del gas perfetto. Lavoro e diagramma p-V.
b) Calore, trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Capacità termica, calore specifico. Equivalenza tra calore e lavoro: esperimento di Joule.
c) Primo principio della termodinamica. Casi particolari del primo principio della termodinamica.
d) Secondo principio della termodinamica. Macchine termiche. Funzione di stato entropia. Ciclo di Carnot.

4) RADIOATTIVITA’
Radioattività. Decadimento alfa, decadimento beta, decadimento gamma. Tempo di dimezzamento. Fissione nucleare. Fusione nucleare. Passaggio della radiazioni attraverso la materia. Misura delle radiazioni, dosimetria.la materia. Misura delle radiazioni, dosimetria.
MODULO DI ELETTROMAGNETISMO:
1. ELETTROSTATICA
Carica elettrica e sue proprietà. Legge di Coulomb e principio di sovrapposizione. Campo elettrico e linee di forza. Teorema di Gauss. Potenziale elettrico. Conduttori e isolanti. Capacità, condensatori
2. CORRENTE ELETTRICA
Corrente elettrica. Leggi di Ohm. Circuiti in corrente continua. Energia nei circuiti elettrici, generatore di f.e.m.
3. MAGNETOSTATICA
Campo magnetico. Legge di Biot e Savart. Teorema di Ampère. Campo di un filo rettilineo. Campo di un solenoide infinito.
Forza di Lorentz, moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme, Forza di Laplace.
4. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
Flusso magnetico. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Corrente di spostamento.

Inglese:

MODULE OF APPLIED PHYSICS
1. INTRODUCTION
Physical quantities, measurement, scalar and vectorial quantities, measure units, base units, errors.
2. MECHANICS
a) Kinematics: position, displacement, velocity, acceleration, trajectory, linear motion, two-dimensional motion: projectile motion.
b) Dynamics: mass, Newton’s laws, forces (gravitational force, electric force, elastic force, molecular forces, friction).
c) Work, work and kinetic energy, conservative forces, potential energy, mechanical energy conservation. nonconservative forces and energy.
d) Momentum, systems of particles, conservation of momentum, Inelastic and elastic collisions.
e) Fluid statics: pressure, hydrostatic pressure. Pascal’s law. Archimedes’ Principle.
f) Fluid dynamics: flow, continuity equation. Bernoulli’s equation. Laminar flow. Viscosity.
3. THERMODYNAMICS
Thermodynamic system. Heating, cooling, and temperature. Ideal Gases. First law of thermodynamics.
Engines. Second law of thermodynamics.

4. RADIOACTIVE DECAY
Radioactive decay; Alpha decay; Beta decay; Gamma decay. Decay constant. Nuclear fission. Nuclear fusion. Effects of ratiation on living tissues. Measuring radiation dosage: dosimetry.

MODULE OF ELECTROMAGNETISM
1) Electric Charge. Coulomb's Law. Electric Field. Gauss' Law. Electric Potential. Conductors. Capacitance. Capacitors. Dielectrics.Electric dipole.
2) Current. Ohm’s laws. Direct current circuits. Batteries and energy.
3) Magnetic field. Biot Savart law, Ampère's circuital law. Magnetic field of a current, magnetic field of a solenoid.
3) Lorentz force, motion of a charge in a uniform magnetic field, Laplace force, magnetic dipole.
4) Magnetic flux. Faraday-Neumann-Lenz law.
5) Maxwell’s equation. Electromagnetic waves.

Bibliografia consigliata

Fisica, Giancoli, Casa Editrice Ambrosiana

Inglese:

Fisica, Giancoli, Casa Editrice Ambrosiana

Metodi didattici

L’approccio didattico scelto pone particolare attenzione sull’analisi dei processi di ragionamento che portano alla comprensione delle leggi fisiche, al fine di superare le difficoltà della formulazione matematica, semplificare la memorizzazione dei contenuti e facilitare l’aspetto applicativo della disciplina. L’Insegnamento è strutturato in due moduli: 1) Fisica Applicata: 40 ore di didattica frontale.
2) Elettromagnetismo: 8 ore di didattica frontale.
La didattica frontale è suddivisa in lezioni da 2 ore in base al calendario accademico e si costituisce di lezioni teoriche e esempi pratici di applicazioni e risoluzione di semplici esercizi, che consolidano le capacità dello studente di applicare il metodo scientifico alla soluzione di problemi.

The course is structured in 2 modules: 1) Applied Physics: 40 hours of frontal teaching; 2) Electromagnetisms: 8 hours of frontal teaching.
The frontal teaching is divided into 2 hours lessons according to the academic calendar and consists of theoretical lessons and examples of practical applications.

Metodi di valutazione

Tipo di esame:

Orale

Modalita' di verifica dell'apprendimento:

La verifica della preparazione degli studenti avverrà con una prova scritta ed una prova orale.
La prova scritta composta da tre esercizi (2 relativi al modulo di Fisica Applicata e 1 al modulo di Elettromagnetismo) è della durata di 2 ore e si pone l’obiettivo di verificare la capacità di risolvere problemi semplici nell’ambito della fisica classica.
Le due prove verranno svolte in giorni differenti per permettere ai docenti di valutare l’elaborato scritto. La prova scritta verrà valutata con un punteggio compreso fra 0 e 30 (20 punti: Fisica Applicata, 10 punti: Elettromagnetismo). È possibile sostenere l’esame orale avendo ottenuto almeno 15 punti alla prova scritta.
La prova orale ha l’obiettivo di verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati durante l'insegnamento e presenti nei programmi, mediante domande di teoria e discussione della prova scritta. La prova orale potrà aggiungere a quella scritta fino a 6 punti.

Inglese:

The student preparation will be verified with a written test and an oral exam.

The written test lasts 2 hours and consists of 3 exercises (2 problems of the Applied Physics module and 1 of Electromagnetism). It aims to verify the ability to solve simple problems in classical physics.
The written and oral parts will be carried out on different days, to allow the teacher to evaluate the written test with a score between 0 and 30 (20 for Applied Physics and 10 for Electromagnetism). It is possible to take the oral part having obtained at least 15 points to the written one.
The oral exam aims to verify the knowledge and understanding of arguments covered during the course and present in the programs.
The oral part can add up to 6 points to the written one.

Valutazione:

Voto Finale

Periodo didattico

Primo Semestre

Contatti/Altre informazioni

Attività di supporto alla didattica: possono essere fornite ore di esercitazione facoltative aggiuntive durante l'erogazione del corso, da concordare a lezione.

Inglese:

Support activities: hours of practice (exercises) can be provided during the course.

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