Introduzione alla fisica sperimentale: meccanica, termodinamica
Introduzione alla fisica sperimentale: meccanica, termodinamica
Il corso affronta le tematiche della meccanica e della termodinamica partendo dall’applicazione del metodo sperimentale, per prepararsi al meglio all'ingresso all'università.
Descrizione del corso
Il corso, completamente gratuito, è strutturato in macro-argomenti:
- meccanica (3 settimane)
- cinematica del punto materiale ed esempi di moti
- dinamica del punto materiale ed esempi di forze
- lavoro, energia, urti e gravitazione universale
- termodinamica (2 settimane)
- cinematica e dinamica dei liquidi ideali
- temperatura, gas ideali, calore, macchine termiche ed entropia
All’interno di ogni settimana si ritrovano video relativi a lezioni, esercizi ed approfondimenti sulle diverse tematiche, nonché quiz a risposta chiusa allo scopo di fornire allo studente l’opportunità di un primo feedback di auto-valutazione. Ognuno dei macro-argomenti si chiude con un quiz riepilogativo per verificare l’acquisizione delle nozioni presentate.
Il corso fornisce tutte le nozioni di fisica relative alla meccanica ed alla termodinamica che gli studenti del Politecnico dovrebbero possedere per affrontare i corsi di fisica di base; tali nozioni coincidono, inoltre, con quelle richieste per i test di ingresso. Il corso è quindi fortemente consigliato a tutte le aspiranti matricole di ingegneria.
Le nozioni di fisica di base abitualmente ritenute necessarie per l’accesso e la frequenza ai corsi del primo anno sono in buona misura le stesse per tutte le università italiane, quindi il corso può essere senz’altro utile anche agli studenti che si iscriveranno ad altri Atenei. Per valutare se sono necessarie eventuali integrazioni o possibili alleggerimenti si consiglia di consultare i siti dedicati all’orientamento della propria università.
Carico di lavoro totale del corso: 30 ore
Questo MOOC è offerto dal Politecnico di Milano.
Risultati di Apprendimento Attesi
Se parteciperai attivamente a questo corso, raggiungerai diversi risultati di apprendimento attesi.
Week 1 - Cinematica
- Descrivere il moto dei corpi utilizzando le grandezze cinematiche fondamentali (traiettoria, legge oraria, velocità, accelerazione) e interpretare graficamente l’andamento di velocità e accelerazione nel tempo.
- Analizzare diverse tipologie di moto (uniforme, uniformemente accelerato, circolare, armonico) e risolvere problemi pratici sulla combinazione di moti.
Week 2 - Dinamica
- Comprendere ed applicare i principi fondamentali della dinamica di Newton per descrivere e prevedere il comportamento dei corpi in diverse condizioni di forza.
- Analizzare le principali forze che agiscono sui corpi e risolvere problemi su piani inclinati, sistemi vincolati e forze di attrito.
Week 3 - Energia, urti, gravitazione
- Definire e calcolare il lavoro, l’energia cinetica e potenziale, analizzando i principi di conservazione dell’energia meccanica in diversi sistemi fisici.
- Comprendere la quantità di moto e il concetto di urto, distinguendo tra urti elastici e anelastici e applicando la conservazione della quantità di moto nei problemi pratici.
- Analizzare la legge di gravitazione universale e le leggi di Keplero, comprendendo il moto orbitale dei pianeti e il concetto di velocità di fuga.
Week 4 - Liquidi
- Descrivere il comportamento dei liquidi ideali, comprendendo le proprietà fondamentali della fluidostatica e della fluidodinamica.
- Applicare il principio di Pascal, la legge di Stevino e il principio di Archimede per risolvere problemi di pressione nei fluidi e galleggiamento.
- Comprendere il principio di Bernoulli e le equazioni della fluidodinamica, applicandole a casi pratici come il tubo di Venturi e il serbatoio di Torricelli.
Week 5 - Termodinamica
- Comprendere il concetto di temperatura e il comportamento dei gas ideali, analizzando le trasformazioni termodinamiche e la loro rappresentazione grafica.
- Applicare il primo e il secondo principio della termodinamica per descrivere il trasferimento di calore, il lavoro termodinamico e i cicli delle macchine termiche.
- Interpretare il concetto di entropia e energia degradata, valutando il ruolo della termodinamica nei processi naturali e nelle applicazioni ingegneristiche.
In termini generali, chi ha seguito il corso raggiungerà risultati di apprendimento nelle seguenti aree: ESCO: Fisica; ESCO: Termodinamica, ESCO: Meccanica; ESCO: meccanica dei fluidi
Prerequisiti
Per la comprensione di tutti i contenuti è richiesta la conoscenza di Algebra e Trigonometria.
Attività
Oltre a fruire dei contenuti del corso, costituiti da video e da altri tipi di risorse online, potrai discutere e scambiare idee sui temi del MOOC con gli altri partecipanti tramite il Forum. Il forum è ad accesso libero e non viene moderato dal docente. Puoi utilizzarlo per confrontarti con gli altri partecipanti o per proporre loro discussioni relative ai contenuti. Potrai anche confrontarti con esercizi e quiz per valutare il tuo apprendimento.
Valutazione
Il voto finale del corso si basa sul punteggio ottenuto rispondendo ai quiz oggetto di valutazione: i practice quiz, che trovi alla fine di ogni modulo e che valgono complessivamente il 40% del punteggio totale, e i quiz riepilogativi per ciascuno dei due macro-argomenti, che valgono sommati il restante 60% del punteggio. Hai tentativi illimitati di risposta per ciascun quiz ma dovrai attendere 15 minuti prima di poter riprovare. Il corso si considera completato in modo adeguato all'ottenimento del certificato se raggiungerai almeno il 60% del punteggio complessivo. Il punteggio massimo ottenibile in ciascun quiz è indicato all’inizio del quiz stesso. Puoi vedere il punteggio che hai ottenuto nel quiz in corrispondenza dell’ultimo tentativo fatto oppure nella pagina “Valutazione”.
Attestato
Il corso prevede l’erogazione di un Open Badge rispondendo correttamente ad almeno il 60% delle domande in ciascuno dei quiz valutati e rispondendo al questionario finale.
Una volta completate le attività richieste potrai accedere a “Ottieni l’Open Badge”, avviando il rilascio del badge. Le indicazioni per accedere al badge saranno inviate al tuo indirizzo e-mail.
L’Open Badge non è un certificato ufficiale e non dà diritto a crediti universitari, a voti o a diplomi.
Accesso al corso e disponibilità dei materiali
Il corso è erogato in modalità online ed è gratuito.
Docenti del corso
Maurizio Zani
Coordinatore del corso.
Maurizio Zani è Professore di Fisica presso il Politecnico di Milano, e responsabile del Lab. di sperimentazione didattica ST2. Dopo essersi laureato in Ingegneria Elettronica, ha conseguito il Dottorato di ricerca in Fisica svolgendo ricerca su film sottili magnetici per mezzo dell’effetto Kerr magneto-ottico, in particolare nello studio del rumore Barkhausen sia a livello sperimentale sia a livello simulativo. Si è occupato di Microscopia elettronica e Spettroscopia Auger a scansione, in particolare nello studio di processi diffusivi e auto-organizzazione di nanostrutture di SiGe e GaAs. E’ stato coinvolto nel progetto di microscopia elettronica ultra-veloce presso il CNST-IIT. E’ docente di fisica per vari corsi di studio, ha pubblicato diversi libri di lezione ed esercitazione di fisica sperimentale, e partecipa a varie iniziative di divulgazione scientifica.
Dario Polli
Dario Polli è Professore di Fisica presso il Politecnico di Milano. La sua attività di ricerca riguarda la generazione di impulsi di luce laser ultra-brevi (pochi femtosecondi, cioè 10-15 secondi) e policromatici (accordabili dal visibile all’infrarosso), e la loro applicazione per lo studio in tempo reale di processi ultra-veloci (reazioni chimiche, oscillazioni molecolari, movimenti di cariche elettriche, ...) in vari sistemi fisici (molecole organiche, semiconduttori, nano-particelle, ...). Le sue ricerche mirano a comprendere i processi primari alla base della fotosintesi, della visione umana, dei futuri dispositivi fotovoltaici e della microscopia di biomolecole. È affiliato all’Istituto Italiano di Tecnologia ed insegna Fisica Sperimentale e Ottica Fisica presso il Politecnico di Milano.
Gianlorenzo Bussetti
Gianlorenzo Bussetti è Professore di Fisica presso il Politecnico di Milano. Durante il Dottorato di ricerca in fisica ha svolto ricerca sulle proprietà ottiche di film sottili di molecole organiche per mezzo di spettroscopie in luce polarizzata, ed attualmente la sua attività è rivolta verso le proprietà elettroniche e strutturali di molecole depositate su substrati metallici. È docente di fisica per vari corsi di studio.
Rebecca Re
Rebecca Re è Ricercatrice di Fisica presso il Politecnico di Milano. Si è laureata in Ingegneria Fisica al Politecnico di Milano e ha poi conseguito il Dottorato di ricerca in Fisica nello stesso istituto. L'ambito di ricerca in cui lavora riguarda la diffusione della luce nei tessuti biologici e lo sviluppo di sistemi laser per la spettroscopia ottica funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS). L'applicazione principale è il functional imaging cerebrale per il monitoraggio dell'emodinamica tissutale. È docente di fisica per vari corsi di studio.
Federico Bottegoni
Federico Bottegoni è Professore di Fisica presso il Politecnico di Milano. Ha conseguito il Dottorato di ricerca in Fisica con lode presso la stessa struttura nel Marzo 2012. La sua attività di ricerca è rivolta allo studio sperimentale della dinamica e del trasporto di spin in semiconduttori e eterostrutture di semiconduttori a bassa dimensionalità, con particolare attenzione ai semiconduttori del gruppo IV. Contestualmente, si occupa anche di studi teorici relativi alla formulazione di operatori per il trasporto di spin nei semiconduttori.
Matteo Bozzi
Matteo Bozzi è Dottore di ricerca in Fisica e docente di matematica e fisica presso il Liceo Scientifico Statale “Vittorio Veneto” di Milano, e da diversi anni è un collaboratore per la didattica integrativa presso il Politecnico di Milano. Durante la tesi in Ingegneria nucleare ha svolto ricerca su recupero di metalli preziosi da scarti e rifiuti dell’industria elettrica ed elettronica, e successivamente si è occupato professionalmente di misure di qualità su sorgenti radiogene. Ha pubblicato due libri di lezioni di fisica e vari articoli scientifici.
Contatti
Per qualsiasi informazioni sul corso o per problemi tecnici scrivi a pok@polimi.it o consulta la pagina delle FAQ.