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Fisicca e Ingegneria PROVA

Nello sviluppo delle competenze di fisica acquisite nelle scuole è facile imbattersi nello studio dell’atomo e della sua struttura, costituita dagli elettroni e dal nucleo. Tuttavia, quasi sempre si trascura la fisica dei nuclei atomici i quali, a differenza degli elettroni, presentano una struttura molto complessa e ricca di proprietà. Tali proprietà, del tutto inedite rispetto ad altri sistemi fisici, aprono all’esplorazione di fondamentali capitoli della fisica moderna e – se adeguatamente comprese e sfruttate – permettono lo sviluppo di applicazioni di grande rilevanza ingegneristica e sociale nei campi più disparati, come la medicina, l’archeologia, la cosmologia e la produzione di energia. Il corso affronterà le nozioni di base relative alla struttura e ai costituenti del nucleo atomico e alle dinamiche che ne regolano il comportamento nel tempo e l’interazione con altri nuclei e sistemi fisici. A questo scopo, si presenteranno i diversi modelli nucleari che ne descrivono le proprietà. Si studieranno poi i fenomeni radioattivi e i principali tipi di reazioni nucleari, evidenziando la loro presenza e rilevanza in natura, la loro possibile realizzazione in laboratorio e il loro sfruttamento per lo sviluppo di alcune importanti applicazioni ingegneristiche.

La struttura nascosta di Internet

Oggi tutti usiamo in modo naturale gli strumenti di comunicazione e interazione che Internet mette a disposizione. Tuttavia, difficilmente a scuola vengono raccontati i principi tecnologici che consentono alla rete di funzionare, spingendosi oltre i concetti base dell’informatica presenti nei programmi. Eppure, la struttura nascosta di Internet rappresenta uno straordinario esempio di come la tecnologia non venga usata solo per rispondere ad un bisogno, ma anche per progettare un ambiente nel quale altri possano esercitare la loro creatività per sviluppare nuove applicazioni. Il corso consente agli studenti di comprendere cosa succede nell’infrastruttura della rete quando clicchiamo su una pagina web o giochiamo online, come l’informazione viene rappresentata e trasferita nella rete, come viene regolato il traffico sulle autostrade dell’informazione, come nuovi algoritmi intelligenti di controllo consentono di migliorare continuamente le prestazioni delle nostre applicazioni e che ruolo giocano le nuove tecnologie di rete: dalla fibra ottica al 5G. La tecnologia di Internet viene introdotta con un approccio simile a quello utilizzato negli insegnamenti offerti nei corsi di laurea di diverse ingegnerie (come informatica, automazione, fisica, gestionale), presentando il concetto di commutazione di pacchetto, i protocolli applicativi, il trasporto delle informazioni e l’instradamento in rete. Viene anche proposto un prologo storico con la testimonianza video di uno dei padri fondatori di Internet, Leonard Kleinrock, raccolta in occasione della sua visita al Politecnico per i 50 anni della nascita della rete


Automatica: la potenza è nulla senza controllo

L’Automatica è la disciplina che si occupa dei sistemi in grado di funzionare senza l’intervento dell’uomo. Esempi di tali sistemi sono una linea di assemblaggio, un robot, un impianto industriale, un autoveicolo, un edificio, una rete di distribuzione di energia. In particolare, l’Automatica ha come scopo il progetto, la realizzazione e la gestione di apparati atti a rendere, per quanto possibile, “automatico” un sistema. Per capire e progettare un sistema automatico occorrono numerose competenze, da quelle relative alle discipline classiche dell’ingegneria (meccanica, elettrica, termodinamica, ecc.) fino a quelle fornite dalle tecnologie dell’informazione (elettronica, informatica, telecomunicazioni). Un concetto di fondamentale importanza per l’Automatica è quello di retroazione (o “feedback”), che consente a un sistema di funzionare in autonomia, rispettando i requisiti imposti e riducendo l’effetto dei disturbi e delle incertezze. Al Politecnico di Milano da oltre vent’anni viene erogato un intero corso di studio, sia di laurea triennale sia di laurea magistrale, dedicato all’Automatica. Il corso prende il nome di Ingegneria dell’Automazione ed è caratterizzato da una forte interdisciplinarietà, in grado di fornire una persistente visione d’insieme dei sistemi automatici.

La terra trema: terremoti e costruzioni

I terremoti che colpiscono con regolarità l’Italia, con un drammatico peso sociale e economico, mettono in luce l’estrema fragilità del nostro Paese. Secondo la Protezione Civile, negli ultimi 50 anni, i terremoti hanno infatti causato circa 180 miliardi di danni. I terremoti sono fenomeni naturali inevitabili e imprevedibili dal punto di vista deterministico, tuttavia la difesa dai terremoti è possibile attraverso la diffusione di una cultura della prevenzione sismica tra la popolazione e l’attuazione di efficaci misure di mitigazione del rischio sismico, che si esplicano nella definizione di opportuni criteri di pianificazione del territorio e di progettazione delle costruzioni. Il corso risponde dunque all’esigenza di introdurre il tema del rischio sismico, fornendo le nozioni teoriche di base necessarie per comprendere il fenomeno fisico dei terremoti e della loro complessa interazione con il contesto geologico e con il costruito. Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di comprendere come si generano i terremoti e quali sono le aree a maggiore pericolosità sismica sul territorio nazionale, di identificare quali sono i fattori geologici che influenzano in maniera significativa lo scuotimento sismico, di acquisire consapevolezza sulle caratteristiche strutturali che determinano un comportamento degli edifici sfavorevole durante terremoti.

Fisica & Ingegneria Nucleare

Nello sviluppo delle competenze di fisica acquisite nelle scuole è facile imbattersi nello studio dell’atomo e della sua struttura, costituita dagli elettroni e dal nucleo. Tuttavia, quasi sempre si trascura la fisica dei nuclei atomici i quali, a differenza degli elettroni, presentano una struttura molto complessa e ricca di proprietà. Tali proprietà, del tutto inedite rispetto ad altri sistemi fisici, aprono all’esplorazione di fondamentali capitoli della fisica moderna e – se adeguatamente comprese e sfruttate – permettono lo sviluppo di applicazioni di grande rilevanza ingegneristica e sociale nei campi più disparati, come la medicina, l’archeologia, la cosmologia e la produzione di energia. Il corso affronterà le nozioni di base relative alla struttura e ai costituenti del nucleo atomico e alle dinamiche che ne regolano il comportamento nel tempo e l’interazione con altri nuclei e sistemi fisici. A questo scopo, si presenteranno i diversi modelli nucleari che ne descrivono le proprietà. Si studieranno poi i fenomeni radioattivi e i principali tipi di reazioni nucleari, evidenziando la loro presenza e rilevanza in natura, la loro possibile realizzazione in laboratorio e il loro sfruttamento per lo sviluppo di alcune importanti applicazioni ingegneristiche.

Un futuro elettrizzante: come le reti intelligenti e le nuove tecnologie cambieranno il nostro modo di vivere

Il corso approfondisce il ruolo dei sistemi elettrici e delle nuove tecnologie all’interno del percorso di transizione energetica globale. Tramite lezioni teoriche, attività di lavoro in gruppo e momenti di dibattito, saranno introdotti concetti e spunti utili a comprendere molte delle opportunità e sfide, sia attuali che future, per l’evoluzione delle reti elettriche. Si partirà con l’introdurre la struttura del sistema elettrico e il ruolo dei diversi attori coinvolti nel suo funzionamento. Saranno quindi spiegati i vincoli che ne condizionano l’esercizio e i benefici attesi dal processo di digitalizzazione, ovvero la trasformazione verso le cosiddette reti intelligenti o smart grid. Si parlerà quindi di mercati elettrici, illustrandone i principi di funzionamento, ma anche cercando di capire come questi possano trarre beneficio da comportamenti virtuosi da parte dei cittadini. Si imparerà a leggere la bolletta della luce e a riconoscere quali fattori incidono sui costi che ritroviamo al suo interno. L’ultima parte del corso sarà dedicata ai trend e alle tecnologie emergenti, con particolare attenzione ai sistemi di accumulo dell’energia e alla mobilità elettrica. Se ne approfondiranno gli aspetti tecnologici, ma anche e soprattutto l’utilità ai fini del funzionamento del sistema elettrico, grazie alla possibilità di offrire una nutrita serie di servizi di regolazione. Si vedrà quindi come anche il piccolo utente possa avere un ruolo attivo e consapevole nella gestione delle reti.


La gestione e il recupero dei rifiuti come elemento dell’economia circolare

Il corso affronta il tema della gestione dei rifiuti solidi urbani con un approccio a 360 gradi, a partire dalla loro prevenzione e riutilizzo, passando per l’organizzazione dei sistemi di raccolta, e approfondendo in particolare le attività di selezione, riciclo e recupero energetico. Si descriverà il principio di funzionamento delle principali tecnologie (che può essere meccanico, biologico o termico) e degli impianti, accennando anche alle tecnologie di smaltimento finale in discarica controllata. A corollario, verranno forniti elementi di base relativi alle metodologie di valutazione della sostenibilità di diverse alternative di gestione dei rifiuti.


Facciamo un'app

Tutti abbiamo uno smartphone e tutti usiamo le app. Tutti sappiamo anche che possiamo scegliere tra un telefono Android oppure un iPhone, ma pochi pensano alle effettive caratteristiche dei diversi dispositivi e a cosa voglia dire realizzare le app che usiamo tutti i giorni. Fare software per uno smartphone non è banale. Bisogna avere un’idea interessante, saper disegnare un’interfaccia grafica carina ed usabile ed essere poi in grado di realizzare (programmare) l’applicazione stessa. Il corso si propone di affrontare questi aspetti attraverso una tecnologia particolare: Flutter (https://flutter.dev/), la soluzione sviluppata da Google per realizzare app cross-platform, ovvero app in grado di funzionare su dispostivi sia Android sia iOS senza bisogno di alcun cambiamento. Dopo un breve inquadramento del problema, il corso si concentrerà sulla progettazione di app e spiegherà poi in dettaglio la tecnologia scelta e come usarla per realizzare app complete, funzionanti e piacevoli. Lo scopo è di fornire le basi e di stimolare la creatività dei partecipanti, spingendoli ad andare oltre, a provare e approfondire, fino a essere in grado di creare un’app in maniera individuale.


Primi passi nella Finanza Matematica

L’obbiettivo del corso è fornire agli studenti gli strumenti per rispondere a domande concrete: cos’è lo spread? Come viene calcolato? Quali sono gli elementi da prendere in considerazione per chiedere un prestito? E ancora: quali sono le condizioni cui porre attenzione nell’aprire un conto corrente? Quali gli investimenti più vantaggiosi? Quanto è oneroso acquistare un oggetto a rate?
Grazie alle basi della Finanza Matematica gli studenti potranno applicare le loro conoscenze teoriche ai problemi della vita reale


La terra trema: terremoti e costruzioni

I terremoti che colpiscono con regolarità l’Italia, con un drammatico peso sociale e economico, mettono in luce l’estrema fragilità del nostro Paese. Secondo la Protezione Civile, negli ultimi 50 anni, i terremoti hanno infatti causato circa 180 miliardi di danni. I terremoti sono fenomeni naturali inevitabili e imprevedibili dal punto di vista deterministico, tuttavia la difesa dai terremoti è possibile attraverso la diffusione di una cultura della prevenzione sismica tra la popolazione e l’attuazione di efficaci misure di mitigazione del rischio sismico, che si esplicano nella definizione di opportuni criteri di pianificazione del territorio e di progettazione delle costruzioni. Il corso risponde dunque all’esigenza di introdurre il tema del rischio sismico, fornendo le nozioni teoriche di base necessarie per comprendere il fenomeno fisico dei terremoti e della loro complessa interazione con il contesto geologico e con il costruito. Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di comprendere come si generano i terremoti e quali sono le aree a maggiore pericolosità sismica sul territorio nazionale, di identificare quali sono i fattori geologici che influenzano in maniera significativa lo scuotimento sismico, di acquisire consapevolezza sulle caratteristiche strutturali che determinano un comportamento degli edifici sfavorevole durante terremoti.