Obiettivi formativi
Gli obiettivi formativi dell’insegnamento di Fisica 1 sono:
• Fornire una conoscenza organica delle leggi fondamentali della Meccanica classica del punto materiale, della Meccanica classica dei sistemi e della Termodinamica, con particolare riguardo alla cinematica, alle leggi di Newton ed ai principi di conservazione.
• Condurre alla comprensione degli aspetti salienti della Dinamica del corpo rigido, della Gravitazione universale, dei fenomeni oscillatori ed ondulatori e della Teoria della Relatività Speciale.
• Consentire allo studente di apprendere, da un punto di vista prevalentemente fenomenologico, la Meccanica dei sistemi continui (liquidi e gas), la Termologia e la Termodinamica.
Il metodo sperimentale costituisce la base per la comprensione del comportamento dei sistemi e dei fenomeni sopra descritti. Le teorie fisiche più rilevanti verranno apprese in termini di struttura logica e matematica e di evidenze sperimentali. Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di valutare analogie e differenze tra sistemi fisici, metodologie da applicare, approssimazioni e metodi matematici da utilizzare e dovrà aver acquisito la capacità di applicare conoscenza e comprensione mediante la soluzione di esercizi e problemi.
La finalità di questo insegnamento è duplice. Da una parte si intende fornire gli strumenti analitici che consentano di descrivere la dinamica dei più semplici sistemi meccanici e termodinamici e di esaminarne il comportamento qualitativo, anche mediante l’acquisizione di abilità nella soluzione di problemi. Dall'altra si gettano le basi concettuali per la costruzione dell'edificio teorico della formulazione Newtoniana della Meccanica, propedeutica a formalizzazioni che verranno affrontate in corsi successivi.
Prerequisiti
• Algebra, trigonometria e geometria a livello di scuola media superiore
• Fondamenti del calcolo differenziale ed integrale
• Principi di geometria analitica e di analisi vettoriale elementare
Contenuti dell'insegnamento
I parte
1. Introduzione e richiami di calcolo vettoriale
2. Cinematica del punto materiale: moti in 1 dimensione
3. Dinamica del punto: forza e leggi di Newton
4. Cinematica del punto: moti in 2 e 3 dimensioni
5. Applicazioni delle leggi di Newton
6. Moti relativi
7. Lavoro ed energia meccanica
II parte
8. Dinamica dei sistemi di punti materiali I
9. Dinamica del corpo rigido I
10. Dinamica del corpo rigido II: statica e moti di rotolamento
11. Dinamica dei sistemi di punti materiali II: momento angolare
12. Conservazione dell'energia
13. Fenomeni di urto
III parte
14. Gravitazione: fenomenologia e legge di Newton
15. Statica e dinamica dei fluidi ideali
16. Fenomeni oscillatori
17. Termologia - Gas ideali e reali
18. Calore e Primo Principio della termodinamica
19. Secondo Principio della termodinamica ed entropia
IV parte (solo studenti Laurea in Fisica)
20. Complementi di dinamica dei sistemi e del corpo rigido
21. Proprietà elastiche dei solidi
22. Proprietà dei fluidi reali
23. Fenomeni ondulatori: onde meccaniche
24. Complementi di gas e termodinamica
25. Teoria della Relatività Speciale
Programma esteso
- - -
Bibliografia
Elementi di Fisica – Meccanica - Termodinamica
P. Mazzoldi, M. Nigro e C. Voci
II edizione
Edizioni Scientifiche ed Universitarie (EdiSES), Napoli, 2008
ISBN: 9788879594189
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni e M. Villa
II edizione
Casa Editrice Ambrosiana (CEA), Milano, 2014
ISBN 978-8808-18215-9
FISICA 1
Meccanica - Acustica - Termodinamica
R. Resnick, D. Halliday, K. S. Krane
V edizione
Casa Editrice Ambrosiana (CEA), Milano, 2003
ISBN 978-8808-08611-2
Nota riguardo ai testi:
I 3 testi sono ovviamente in alternativa, benché in parte complementari. La scelta deve essere fatta dallo studente in base a preferenze personali ed alla preparazione precedente: il Resnick è meno formale e più "didattico", con molti esercizi ed esempi; il Focardi è più rigoroso e formale; il Mazzoldi, pur presentando esempi ed esercizi, è un testo un po' più "sintetico" e rispetta comunque un rigore formale.
Metodi didattici
Lezione frontale con ausilio di strumenti audio-visivi multimediali. Le slides delle lezioni saranno rese disponibili sulla pagina web del corso su didattica.unipr.it.
Una parte del corso sarà dedicata ad esercitazioni in aula. Dopo aver sviluppato la teoria relativa, gli studenti risolveranno con la guida del docente esercizi e problemi in modo da chiarire ed approfondire gli argomenti di teoria svolti. Una selezione di esercizi e problemi per ogni argomento verrà resa disponibile sulla pagina web del corso su didattica.unipr.it.
Modalità verifica apprendimento
La valutazione avverrà mediante lo svolgimento di prove scritte intermedie ed un esame finale costituito da una prova orale, preceduta da una eventuale prova scritta d’esame. Agli studenti che avranno superato positivamente le 4 prove scritte intermedie (valutazione media sulle 4 prove uguale o superiore a 18/30) verrà assegnato un voto di accesso alla prova orale; tali studenti saranno quindi esonerati dallo svolgimento della prova scritta d’esame. Per poter sostenere la prova orale, che avrà lo scopo di definire il voto finale, gli studenti dovranno iscriversi ad uno degli appelli d’esame (solo alla prova orale, sulla piattaforma web ESSE3). L’esonero dalla prova scritta d’esame ed il voto assegnato di accesso alla prova orale manterrà la sua validità per tutti gli appelli d’esame dell’anno accademico 2015/16 (da giugno 2016 a febbraio 2017).
Nel caso in cui uno studente non riesca a partecipare ad una delle 4 prove scritte intermedie ma risulti comunque avere una valutazione media sufficiente sulle altre 3 prove, sarà esonerato dallo svolgimento della prova scritta d’esame ma in occasione della prova orale d’esame dovrà integrare la parte del programma (teoria ed esercizi) corrispondente alla prova scritta intermedia non svolta.
Per gli studenti che non dovessero raggiungere una valutazione di accesso al colloquio orale complessivamente sufficiente e per coloro che non avessero svolto le prove scritte intermedie si renderà necessario lo svolgimento dell’esame finale costituito da una prova scritta d’esame ed una prova orale. In tal caso saranno considerati ammessi alla prova orale gli studenti che raggiungeranno nella prova scritta d’esame una valutazione uguale o superiore a 18/30.
Le 4 prove scritte intermedie saranno strutturate in modo da richiedere la soluzione di alcuni esercizi e problemi relativi a specifici argomenti del corso e la risposta ad alcuni quesiti sugli aspetti teorici degli stessi argomenti. Le prove scritte d’esame avranno una analoga struttura, ma problemi e quesiti potranno riguardare tutti gli argomenti del programma del corso. La prova orale consisterà nella discussione delle prove scritte svolte (intermedie o d’esame) e nell’approfondimento di aspetti teorici riguardanti argomenti del programma.
Altre informazioni
Orario di ricevimento: mercoledì ore 10.30-11.30 oppure su appuntamento
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
- - -
