1. Raggiungere un concetto sufficientemente maturo sull'evoluzione della Scienza in generale e della Fisica in particolare, attraverso un percorso anche storico che ne evidenzi le ricadute tecniche nella vita sociale e quelle culturali nei diversi ambiti del sapere umano.
2. Raggiungere la consapevolezza della funzione profondamente descrittivo/interpretativa della Scienza (e della Fisica in particolare) nei confronti della fenomenologia del quotidiano, nonché dell'interesse sul valore predittivo delle affermazioni scientifiche.
3. Percepire la rilevanza della formazione scientifica (e fisica in particolare) in un mondo in cui sempre più spesso si è chiamati ad esprimersi su scelte di politica sociale fortemente condizionate dal substrato scientifico.
4. Assimilare, anche attraverso il dibattito storico, la struttura operativa della Fisica, struttura da cui non si può prescindere per una didattica efficace ed efficiente.
5. Comprendere la differenza tra linguaggi quantitativi e qualitativi, tra relazioni formali e relazioni non-formali.
6. Comprendere la base sperimentale (con i conseguenti problemi di verificazione e/o falsificazione) della Fisica ed il significato di "teoria fisica" a partire dall'epoca galileiana.
7. Assimilare le leggi fondamentali (a livello elementare) del "modello del mondo" offerto dalla Fisica al punto da poter stimolare una descrizione concettualmente critica.

• La Fisica come Scienza: Significato, metodo ed evoluzione della fisica. Costruire la scienza: il ruolo e l'impatto storico della strumentazione scientifica nei modelli e nelle teorie fisiche.
• Le Grandezze: Perché studiare la Fisica?; di che cosa si occupa la fisica?; la misura delle grandezze; Il sistema internazionale di unità; l'intervallo di tempo; la lunghezza, l'area, il volume, la massa; la densità; i concetti e le leggi.
• La Misura: Gli strumenti; l'incertezza delle misure; il valore medio e l'incertezza; l'incertezza delle misure indirette; le cifre significative; la notazione scientifica.
• La Velocità: Il punto materiale in movimento; i sistemi di riferimento; il moto rettilineo; la velocità media; calcolo della distanza e del tempo; il grafico spazio-tempo; il moto rettilineo uniforme; calcolo della posizione e del tempo nel moto uniforme; esempi di grafici spazio-tempo.
• L'Accelerazione: Il moto vario su una retta; la velocità istantanea; l'accelerazione media; il grafico velocità-tempo; il moto uniformemente accelerato con diverse condizioni iniziali; il calcolo del tempo; esempi di grafici velocità-tempo.
• I Moti nel Piano: Uno spostamento è rappresentato da una freccia; la somma di più spostamenti; i vettori e gli scalari; le operazioni con i vettori; vettore posizione e vettore spostamento; il vettore velocità; il moto circolare uniforme; l'accelerazione nel moto circolare uniforme; il moto armonico; la composizione di moti.
• Le Forze e l'Equilibrio: Le forze cambiano la velocità; la misura delle forze; la somma delle forze; la forza-peso e la massa; le forze di attrito; la forza elastica; il punto materiale e il corpo rigido; l'equilibrio del punto materiale; l'equilibrio su un piano inclinato; l'effetto di più forze su un corpo rigido; il momento delle forze; l'equilibrio di un corpo rigido; le leve; il baricentro.
• L'Equilibrio dei Fluidi: Solidi, liquidi e gas; la pressione; la pressione nei liquidi; la pressione della forza-peso nei liquidi; la spinta di Archimede; la pressione atmosferica; la misura della pressione atmosferica.
• I Principi della Dinamica: La dinamica; il primo principio della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali; il principio di relatività galileiana; l'effetto delle forze; il secondo principio della dinamica; che cos'è la massa?; il terzo principio della dinamica.
• Le Forze e il Movimento: La caduta libera; la forza-peso e la massa; la discesa lungo un piano inclinato; il moto dei proiettili; la forza centripeta; Il moto armonico.
• L'Energia e la Quantità di Moto: Il lavoro; la potenza; l'energia; l'energia cinetica; l'energia potenziale gravitazionale; l'energia potenziale elastica; la conservazione dell'energia meccanica; la conservazione dell'energia totale; la quantità di moto; la conservazione della quantità di moto; gli urti; l'impulso.
• La Gravitazione: Le leggi di Keplero; la gravitazione universale; il valore della costante G; il moto dei satelliti.
• La Temperatura: Il termometro; la dilatazione lineare dei solidi; la dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi; le trasformazioni dei gas; la prima legge di Gay-Lussac (p costante); la legge di Boyle (t costante); la seconda legge di Gay-Lussac (V costante); il gas perfetto; atomi e molecole; la mole e il numero di Avogadro; l'equazione di stato del gas perfetto.
• Il Calore: Calore e lavoro; energia in transito; capacità termica e calore specifico; il calorimetro; conduzione, convezione e irraggiamento; i cambiamenti di stato.
• La Termodinamica: Il modello molecolare e cinetico della materia; gli scambi di energia; l'energia interna; il lavoro del sistema; il primo principio della termodinamica e applicazioni; il secondo principio della termodinamica; il rendimento di una macchina termica.
• Le Cariche Elettriche: L'elettrizzazione per strofinio; i conduttori e gli isolanti; la carica elettrica; la legge di Coulomb; l'elettrizzazione per induzione.
• Il Campo Elettrico e il Potenziale: Il vettore campo elettrico; il campo elettrico di una carica puntiforme; le linee del campo elettrico; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; l'energia elettrica; la differenza di potenziale; la circuitazione del campo elettrostatico; il condensatore piano.
• La Corrente Elettrica: L'intensità della corrente elettrica; i generatori di tensione; i circuiti elettrici e la legge di Ohm; resistori in serie e in parallelo; studio dei circuiti elettrici e forza elettromotrice; la trasformazione dell'energia elettrica; la corrente nei liquidi e nei gas.
• Il Campo Magnetico: La forza magnetica; le linee del campo magnetico; forze tra magneti e correnti; forze tra correnti; l'intensità del campo magnetico; la forza su una corrente e su una carica in moto; il campo magnetico di un filo e in un solenoide; flusso del campo magnetico e il teorema di Gauss; la circuitazione del campo magnetico; il motore elettrico; l'elettromagnete.
• L'Induzione Elettromagnetica: La corrente indotta; la legge di Faraday-Neumann; il verso della corrente indotta.
• La Luce e le Onde: Le onde; parametri caratteristici delle onde; le onde di luce; le leggi dell'ottica geometrica.

Lo studente deve mostrare di possedere:
• una buona padronanza delle leggi fondamentali della Fisica nel loro significato;
• un quadro di insieme di come l'approccio scientifico conduca a modelli del mondo circostante;
• una sufficiente proprietà di linguaggio scientifico che gli consenta di esprimere concetti e relazioni scientifiche sia qualitativamente, sia quantitativamente;
Lo studente deve dimostrare di:
• aver raggiunto una sufficiente competenza nell'uso degli strumenti concettuali scientifici che lo mettano in grado di comprendere concetti avanzati delle discipline fisiche, ragionando in maniera autonoma sulle problematiche delle stesse discipline scientifiche.

Modalità didattiche

Lezioni frontali con slides PowerPoint

Obblighi

Gli studenti non frequentanti sono invitati a presentarsi dal docente dopo l'inizio del corso per concordare le modalità di preparazione del programma e gli eventuali sussidi didattici.

Testi di studio

Ugo Amaldi, Le traiettorie della fisica.azzurro. Da Galileo a Heisenberg. Con interactive e-book, Zanichelli editore Bologna 2012, pp. 1-400; Capitoli E1, E2, E3, E4, E5; Paragrafi E202, E203, E204, E205,E207.

Per volontari approfondimenti sono anche utili i seguenti testi:

Gerard L'E. Turner (A cura di), Storia delle Scienze. Gli Strumenti, Vol. 1, Einaudi 1991. Capitolo "Il ruolo degli strumenti nello sviluppo scientifico" di Gerard L'E. Turner, pp. 15-62; Capitoli "Meccanica", "Idrostatica", "Pneumatica", di Gloria Clifton, pp. 302-337. Capitoli "Luce", "Strumenti, ottici", di Paolo Brenni, pp. 382-449. Capitolo "Elettricità e magnetismo" di Helen E. Turner, pp. 484-541.

William R. Shea (A cura di), Storia delle Scienze. Le scienze fisiche e astronomiche, Vol. 2, Einaudi 1992. Capitolo "Fisica e astronomia nel Settecento" di John L. Heilbron, pp. 318-443; Capitolo "Le scienze fisiche nell'Ottocento" di David M. Knight, pp. 444-483.

Modalità di
accertamento

Esame scritto mediante l'utilizzo di un questionario a risposta multipla. Per un determinato punteggio insufficiente raggiunto, possibilità di una eventuale prova orale.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Durante il corso verranno di volta in volta fornite indicazioni per volontari approfondimenti tematici comprensivi di materiali bibliografici. La frequenza alle lezioni è decisamente raccomandata.