FONDAMENTI DI MATEMATICA E FISICA

Modulo FISICA

Conoscenza e comprensione:

Il corso ha l’obiettivo dichiarato di fornire le adeguate conoscenze e capacità di comprensione delle leggi fisiche fondamentali che regolano i processi tipicamente usati in abito di viticoltura ed enologia, nonché le abilità nell’applicazione delle conoscenze e la capacità di comprensione del linguaggio scientifico di base.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Il corso mira a sviluppare la capacità di inquadrare e comprendere i fenomeni fisici alla base dei processi vitivinicoli, riconoscerli, utilizzarli e applicarli in contesti reali e professionali.

​Autonomia di giudizio:

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di analizzare un problema in modo autonomo ed elaborare soluzioni appropriate sulla base delle conoscenze acquisite.

Abilità comunicative:

Lo studente acquisirà competenze comunicative adeguate e sarà in grado di utilizzare con precisione e proprietà il linguaggio tecnico-scientifico.

Capacità di apprendimento:

Il corso intende fornire allo studente le conoscenze teoriche e le metodologie necessarie per affrontare, studiare e comprendere i principi alla base delle tecnologie e delle situazioni operative che incontrerà nella propria attività professionale.

Ogni argomento del programma viene affrontato attraverso lezioni in aula, affiancate da esercitazioni pratiche su problemi relativi ai temi trattati, per un totale di 28 ore di lezioni frontali.

L’attività viene svolta con il coinvolgimento attivo degli studenti.

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

Le conoscenze di base ritenute utili per l'apprendimento della disciplina comprendono: calcolo algebrico, trigonometria di base, geometria (calcolo aree e volumi delle principali figure geometriche elementari, teorema di Pitagora, relazioni tra gli angoli nei triangoli, rette parallele e perpendicolari e relativi angoli, ecc.), coordinate cartesiane.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria, ma fortemente consigliata poiché facilita il processo di apprendimento e contribuisce al pieno raggiungimento degli obiettivi formativi del corso.

INTRODUZIONE ALLA FISICA

Descrizione di un fenomeno fisico. Unità di misura ed equazioni dimensionali. Equivalenze. Quantificare una grandezza. Notazione scientifica. Il concetto di errore. Unità di misura del Sistema Internazionale (SI): tempo, massa, lunghezza. I prefissi. Unità derivate. Equazioni dimensionali. Grandezze scalari e vettoriali. Rappresentazione dei vettori in componenti rispetto ad un sistema di riferimento. Operazioni base con i vettori.

MECCANICA

Il concetto di forza. Forze e moto. Scomposizione delle forze. Prima legge di Newton. Natura vettoriale delle forze. Seconda legge di Newton. Peso di un corpo. Alcune forze particolari: attrito, forza di reazione ad un peso. Azione e reazione. Terza legge di Newton. Il concetto di equilibrio. Moto unidimensionale. Definizione di spostamento, velocità media, velocità istantanea. Accelerazione media e istantanea. Moto rettilineo ad accelerazione costante. Cenni di moto circolare uniforme. La gravitazione. Legge di Newton. Energia potenziale gravitazionale. Il concetto di lavoro ed energia. Forza elastica e lavoro della forza elastica (molla). Cenni sul moto rotazionale.

FLUIDI

Definizione di fluido. Densità e peso specifico. Pressione. Come varia la pressione di un fluido a riposo in un campo gravitazionale. Principio di Pascal. Principio Archimede. Legge di Stevino. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Viscosità e flusso dei fluidi viscosi. Moto laminare. Cenni di moto turbolento. Centrifugazione. Tensione superficiale. Capillarità.

CALORE E CENNI DI TERMODINAMICA

Definizione di temperatura. Punto triplo dell’acqua. Termometro e calibrazione.  Dilatazione termica. Calore e temperatura. Capacità termica e calore specifico. Transizioni di fase. Calore latente. Esempio sul calore latente. Distillazione. Liofilizzazione. Stato termodinamico (equilibrio). Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento. Il problema del riscaldamento globale. Prima legge della termodinamica. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Seconda legge della termodinamica. Processi reversibili e irreversibili. Entropia. Terza legge della termodinamica. Variazione dell'entropia in processi irreversibili.

Testo di riferimento:

“Fisica generale - Principi e applicazioni”, A. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson, Casa Ed. Graw Hill ISBN-10 ‏ : ‎ 8838699364

In alternativa:

“Fondamenti di fisica”, D. Halliday, R. Resnik, J. Walker, Casa Ed. Ambrosiana ISBN-10 ‏ : ‎ 8808182290

Altro materiale didattico per gli studenti, disponibile sulla piattaforma STUDIUM, consiste in copia delle slide presentate durante le lezioni frontali.

La prova di fine corso consiste in un test scritto con domande a risposta multipla e problemi da svolgere. Il superamento della prova scritta dà accesso all’esame orale. In alternativa, lo studente può scegliere di confermare il voto ottenuto nello scritto, rinunciando all’orale.
La prova scritta ha una durata di 2 ore e prevede domande a risposta multipla, domande a risposta aperta ed esercizi. Gli elementi di valutazione del colloquio orale includono pertinenza delle risposte, capacità di collegamento, proprietà di linguaggio.

La votazione segue il seguente schema:

Non idoneo:

Conoscenza e comprensione argomento: significative carenze e imprecisioni

Capacità di analisi e sintesi: irrilevanti, frequenti generalizzazioni

Utilizzo di referenze: Completamente inappropriato

18-20:

Conoscenza e comprensione argomento: molto modesto, imperfezioni evidenti

Capacità di analisi e sintesi: appena sufficienti

Utilizzo di referenze: appena appropriato

21-23

Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza routinaria

Capacità di analisi e sintesi: discreta capacità di analisi e sintesi, argomenta in modo logico e coerente

Utilizzo di referenze: utilizza le referenze standard

24-26

Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza buona

Capacità di analisi e sintesi: ha capacità di analisi e di sintesi buone, gli argomenti sono espressi coerentemente

Utilizzo di referenze: utilizza le referenze standard

27-29

Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza più che buona

Capacità di analisi e sintesi: ha notevoli capacità di analisi e di sintesi

Utilizzo di referenze: ha approfondito gli argomenti

30-30 e lode

Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza ottima

Capacità di analisi e sintesi: ha notevoli capacità di analisi e di sintesi

Utilizzo di referenze: significativi approfondimenti

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CinAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o DSA) del Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

Esempi di domande:

1)    Moto dei corpi;

2)    Leggi di Newton;

3)    Proprietà fisiche dei fluidi;

4)    Temperatura e calore;

5)    Leggi della termodinamica.