Syllabus del corso
Obiettivi
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze fondamentali della Fisica Classica, utili per la comprensione dei fenomeni fisici alla base dei processi biologici e biochimici.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Acquisizione dei concetti base di meccanica, termodinamica, elettromagnetismo e ottica.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Applicazione dei principi fisici nella risoluzione di problemi quantitativi e nell’interpretazione di fenomeni naturali, anche connessi alla chimica e alla biologia.
3. Autonomia di giudizio
Sviluppo della capacità critica nell’analisi di fenomeni fisici e nella valutazione dei modelli fisici più appropriati per descrivere un particolare sistema, anche biologico.
4. Abilità comunicative
Acquisizione del linguaggio scientifico necessario per descrivere e discutere fenomeni fisici.
5. Capacità di apprendimento
Potenziamento delle capacità di apprendere in modo autonomo e critico concetti scientifici di base.
Contenuti sintetici
- Meccanica del punto materiale e del corpo rigido
- Meccanica dei fluidi
- Termodinamica
- Elettromagnetismo
- Ottica
Programma esteso
- Grandezze misurabili, grandezze scalari e vettoriali, equazioni del moto
- Moti rettilinei, parabolici, circolari, armonici
- Interazioni fondamentali e principi della dinamica
- Forze e quantita di moto, momenti delle forze e momenti angolari
- Lavoro ed energia (teorema dell’energia cinetica, forze conservative e non, energia potenziale)
- Principi di conservazione
- Principi di fluidostatica (leggi di Pascal, Stevino, Archimede)
- Principi di fluidodinamica (equazione di continuità, equazione di Bernoulli)
- Energia termica, calore, temperatura, entropia
- Teoria cinetica del gas perfetto – I e II principio della termodinamica
- Elettrostatica (carica e campo elettrico, teorema di Gauss, potenziale elettrico, capacità)
- Trasporto di carica (leggi di Ohm e di Kirchhoff, effetto Joule, correnti come sorgenti di campi magnetici)
- Campi magnetici e induzione elettromagnetica (forza di Lorentz, legge di Biot-Savart, legge di Ampere, legge di Faraday)
- Equazioni di Maxwell (descrizione dei fenomeni elettromagnetici, la luce, equazione d’onda, energia e momento)
- Fenomeni ottici (ottica geometrica, ottica ondulatoria)
Prerequisiti
Conoscenze di base della matematica della scuola secondaria superiore
Modalità didattica
32 Lezioni frontali da 2 ore, costituite da:
a) una parte di lezione focalizzata sulla presentazione di contenuti, concetti e principi (didattica erogativa, DE).
b) una parte di lezione focalizzata sugli interventi dei corsisti, la risoluzione guidata di esercizi e la discussione di esempi applicativi, anche in ambito biologico (didattica interattiva, DI).
Tutte le attività sono svolte in presenza.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
A. Alessandrini: "Fisica per le scienze della vita", Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli 2023
J.W. Jewett & R.A. Serway: “Principi di Fisica”, EdiSES, vol.1 e 2
A. Giambattista: "Fisica Generale" 3/ed. McGrawHill
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La valutazione delle conoscenze degli studenti averà mediante esame scritto ed orale.
L'esame scritto è composto da 3 problemi (4 punti ciascuno), 2 domande aperte di teoria (3 punti ciascuna), 3 esercizi brevi (3 punti ciascuno) e 3 quiz a risposta multipla (1 punto ciascuno).
Il compito viene svolto su fogli a protocollo consegnati dal docente, ed i risultati vanno riportati su un apposito foglio consegnato dal docente. Non è permesso l'utilizzo di cellulari o tablet, ma è consentito l'utilizzo della calcolatrice. Con un voto pari o superiore a 25 nell'esame scritto si può scegliere di non sostenere l'orale ed accettare il voto. Con un voto compreso tra 18 e 24 nell'esame scritto si deve sostenere l'orale.
Nell'esame orale vengono discussi dal punto di vista concettuale gli argomenti trattati nel corso per valutare la conoscenze acquisite.
Durante l'anno vengono organizzati tre compiti parziali:
- primo parziale, punti del programma 1-6
- secondo parziale, punti del programma 7-10
- terzo parziale, punti del programma 11-15
Le modalità di svolgimento dei parziali sono uguali a quelle degli esami scritti generali.
Con un voto complessivo medio nei parziali pari o superiore a 25 si può scegliere di non sostenere l'orale ed accettare il voto dei parziali. Con un voto compreso tra 18 e 24 si deve sostenere l'orale
Orario di ricevimento
Su appuntamento via mail al docente
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide fundamental knowledge of Classical Physics, useful for understanding the physical phenomena underlying biological and biochemical processes.
1. Knowledge and understanding
Acquisition of basic concepts in mechanics, thermodynamics, electromagnetism, and optics.
2. Applying knowledge and understanding
Application of physical principles to solve quantitative problems and interpret natural phenomena, including those related to chemistry and biology.
3. Independent judgment
Development of critical thinking skills in analyzing physical phenomena and evaluating the most appropriate physical models to describe a given system, including biological systems.
4. Communication skills
Acquisition of the scientific language necessary to describe and discuss physical phenomena.
5. Learning skills
Enhancement of the ability to independently and critically learn basic scientific concepts.
Contents
- Mechanics of material point and rigid body
- Fluid mechanics
- Thermodynamics
- Electromagnetism
- Optics
Detailed program
- Measurable quantities, scalar and vector quantities, equations of motion
- Rectilinear, parabolic, circular, and harmonic motions
- Fundamental interactions and principles of dynamics
- Forces and momentum, torque and angular momentum
- Work and energy (kinetic energy theorem, conservative and non-conservative forces, potential energy)
- Conservation principles
- Principles of fluid statics (Pascal's law, Stevin's law, Archimedes' principle)
- Principles of fluid dynamics (continuity equation, Bernoulli's equation)
- Thermal energy, heat, temperature, entropy
- Kinetic theory of the ideal gas – First and Second Laws of Thermodynamics
- Electrostatics (electric charge and field, Gauss's theorem, electric potential, capacity)
- Charge transport (Ohm's and Kirchhoff's laws, Joule effect, currents as sources of magnetic fields)
- Magnetic fields and electromagnetic induction (Lorentz force, Biot–Savart law, Ampère's law, Faraday's law)
- Maxwell's equations (description of electromagnetic phenomena, light, wave equation, energy and momentum)
- Optical phenomena (geometrical optics, wave optics)
Prerequisites
Basic mathematics of the high school
Teaching form
32 lectures (2h) in the classroom, composed by:
a) a section focused on the presentation of contents, concepts and principles (didattica erogativa, DE).
b) a section focused on trainees interventions, guided problem-solving and discussion of practical examples, including applications in the biological (didattica interattiva, DI).
Didactic activities are conveyed by means of face-to-face lectures.
Teaching language: Italian.
Textbook and teaching resource
A. Alessandrini: "Fisica per le scienze della vita", Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli 2023
J.W. Jewett & R.A. Serway: “Principi di Fisica”, EdiSES, vol.1 e 2
A. Giambattista: "Fisica Generale" 3/ed. McGrawHill
Semester
First semester
Assessment method
Student knowledge is assessed through a written and an oral exam.
The written exam consists of 3 problems (4 points each), 2 open-ended theory questions (3 points each), 3 short exercises (3 points each), and 3 multiple-choice questions (1 point each).
The exam must be completed on official paper provided by the instructor, and the results must be recorded on a specific answer sheet also provided by the instructor. The use of mobile phones or tablets is not allowed, but calculators are permitted.
If the written exam score is 25 or higher, students may choose to skip the oral exam and accept the grade. If the score is between 18 and 24, the oral exam is mandatory.
The oral exam involves a conceptual discussion of the course topics to evaluate the student’s understanding and knowledge.
During the academic year, three partial exams are held:
- First partial: topics 1–6
- Second partial: topics 7–10
- Third partial: topics 11–15
The format of the partial exams is the same as that of the general written exam.
If the average score across the three partial exams is 25 or higher, students may choose to skip the oral exam and accept the grade from the partials. If the average is between 18 and 24, the oral exam is mandatory.
Office hours
Mail to the instructor
Sustainable Development Goals
Staff
-
Maurizio Filippo Acciarri
-
Carlo Santambrogio
