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PHYSICS I
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
1 - Analizzare e interpretare il movimento di particelle, sistemi e corpi rigidi ed eseguire calcoli relativi ai diversi tipi di movimento (rettilineo, curvilineo, rotazionale, ecc.)
2 - Analizzare e interpretare i suddetti tipi di movimento in sistemi di riferimento inerziali in moto relativo ed eseguire calcoli per il passaggio da un sistema di riferimento all’altro.
3 - Analizzare e interpretare il moto oscillatorio, il moto armonico semplice, forzato e smorzato, ed eseguire calcoli su: i) sistemi massa-molla orizzontali e verticali, ii) pendolo semplice, iii) pendolo composto.
4 - Analizzare e interpretare il moto ondulatorio, le onde trasversali e longitudinali e le equazioni delle onde ed eseguire calcoli di onde trasversali lungo una corda tesa e di onde longitudinali all'interno di gas pressurizzati.
5 - Formulare i concetti di sovrapposizione e interferenza; analizzare le onde stazionarie, le onde sonore e l'effetto Doppler.
6 - Analizzare e interpretare concetti elementari di statica e dinamica dei fluidi ed eseguire calcoli di: i) forze di galleggiamento, ii) moto di fluidi in condotte ristrette.
7 - Interpretare i concetti di temperatura, calore e cambiamenti di fase ed eseguire calcoli con scale di temperatura, capacità termica e calore specifico.
8 - Concettualizzare il modello del gas ideale, eseguire calcoli usando la legge dei gas ideali, e analizzare e interpretare la teoria cinetica dei gas ideali.
9 - Interpretare la prima legge della termodinamica e calcolare e prevedere il lavoro, il calore e la variazione di energia interna per vari processi termodinamici.
10 - Interpretare i concetti di reversibilità, seconda legge della termodinamica e entropia e analizzare i macchine termiche, pompe di calore e frigoriferi.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono acquisire comprensione e conoscenza dei più importanti fenomeni e delle leggi fisiche riguardanti il mondo che ci circonda, al livello in cui operano (Fisica 1). L'approccio didattico fornisce i fondamenti per questa comprensione, basati sull'uso di metodi matematici e sulla presentazione / spiegazione di esperimenti storici e recenti ed esempi presi dalla vita di tutti i giorni. Gli argomenti fisici più importanti sono appresi in termini di struttura logica e matematica e di evidenze sperimentali. Alla fine del corso gli studenti hanno assimilato una conoscenza completa dei temi di base della fisica classica. I metodi con cui vengono fornite queste competenze comprendono lezioni, esercitazioni e tutorig. Le conoscenze vengono valutate durante le esercitazioni egli esami.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti di Fisica 1 devono essere in grado di creare, descrivere, perfezionare e utilizzare rappresentazioni e modelli (sia concettuali che matematici) per comunicare fenomeni scientifici e risolvere problemi scientifici. Fondamentalmente, devono essere in grado di identificare l’insieme delle caratteristiche più importanti di un fenomeno o di un sistema per semplificarne l'analisi. Poiché l'uso delle rappresentazioni è fondamentale per modellare la fisica di base, devono sapere come costruire immagini, diagrammi di movimento, diagrammi di forza, grafici, diagrammi e rappresentazioni matematiche (come le equazioni) e riconoscere che le rappresentazioni aiutano nell'analisi dei fenomeni, nel fare previsioni e nel comunicare idee.
Gli studenti di Fisica 1 devono essere in grado di utilizzare la matematica in modo appropriato, giustificare la selezione di una routine matematica per risolvere i problemi, applicare le routine matematiche a quantità che descrivono i fenomeni naturali, stimare numericamente le quantità che descrivono i fenomeni naturali. Vale a dire, quando gli studenti lavorano con queste rappresentazioni, devono avere la capacità di stabilire connessioni tra la descrizione matematica, i fenomeni fisici e i concetti rappresentati nelle descrizioni matematiche stesse. Quando si utilizzano equazioni o rappresentazioni matematiche, gli studenti devono saper giustificare l'uso di una equazione per analizzare una situazione particolare e essere a conoscenza delle condizioni in cui le equazioni / rappresentazioni matematiche possono essere utilizzate. Quando risolvono un problema, devono essere in grado di descrivere la situazione del problema in più modi, incluse rappresentazioni con immagini, diagrammi di forza e così via, e quindi scegliere una rappresentazione matematica appropriata, invece di scegliere prima una formula le cui variabili corrispondono ai dati in il problema. Inoltre, gli studenti devono avere la capacità di lavorare con la forma algebrica dell'equazione prima di sostituire i valori. Devono anche essere in grado di valutare l'equazione(i) e la risposta ottenuta in termini di dimensioni fisiche e di valori limite. Devono inoltre valutare il risultato numerico in termini di congruenza, tradurre relazioni funzionali in equazioni (proporzionalità, proporzioni inverse, ecc.) e tradurre relazioni causa-effetto in espressioni fisiche.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
La formazione fornita agli studenti di Fisica 1 è caratterizzata dall'acquisizione di una mentalità flessibile che li aiuta a estendere le conoscenze apprese a nuovi concetti, consentendo loro di introdurre elementi di innovazione. Sono in grado di valutare gli ordini di grandezze delle entità fisiche rilevanti per il sistema in studio, studiare i problemi da diversi punti di vista, scegliere il framework adeguato all'interno del quale eseguire l'analisi e trovare le soluzioni. Queste attività incoraggiano gli studenti a sviluppare indipendenza di giudizio. Diventano così capaci di porre, affinare e valutare le domande scientifiche, essendo questo un importante traguardo sia didattico che cognitivo. Anche all'interno di un semplice argomento di Fisica 1, saper formulare una domanda scientifica è obbligatorio.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti sviluppano la capacità di presentare con chiarezza ciò che hanno appreso durante il corso e, allo stesso modo, le ulteriori conoscenze acquisite dalla lettura dei testi. Ci si aspetta che presentino le loro conoscenze in modo efficace. Questa competenza, che riguarda sia le presentazioni orali sia quelle scritte, dovrebbe essere basata sulla capacità di analisi e integrazione delle aree di conoscenza sviluppate durante il corso. Gli studenti, inoltre, svilupperanno necessariamente un atteggiamento positivo nei confronti del lavoro di gruppo.
La valutazione del conseguimento delle abilità comunicative scritte e orali viene effettuata durante le esercitazioni in aula e attraverso gli esami scritti e orali alla fine del corso.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti del corso di Fisica 1 imparano a: lavorare con le interpretazioni e le teorie scientifiche, giustificare le affermazioni con le prove, articolare le ragioni per cui le interpretazioni scientifiche e le teorie possono essere perfezionate o sostituite, valutare le spiegazioni scientifiche.
Su queste basi possono connettere e mettere in relazione le conoscenze apprese, i concetti e le rappresentazioni sia all'interno di un singolo ambito che attraverso ambiti differenti. Ad esempio, dopo aver appreso il concetto conservazione dell'energia nel contesto della meccanica, sono in grado di descrivere cosa significa tale concetto in fisica ed estenderne l'idea ad altri contesti.
Tale apprendimento è valutato durante le esercitazioni, le ore di tutotaggio e gli esami.
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FIS/01
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Attività formative di base
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