ISTITUZIONI DI FISICA
cod. 1006053

Anno accademico 2022/23
1° anno di corso - Primo semestre
Docente
Alessandra FEO
Settore scientifico disciplinare
Fisica teorica, modelli e metodi matematici (FIS/02)
Ambito
Discipline fisiche
Tipologia attività formativa
Base
72 ore
di attività frontali
9 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

Obiettivi formativi

Al termine del Corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- conoscere le principali leggi e i principi della fisica classica e averne compreso il senso fisico e le loro principali applicazioni.
Essere in grado di utilizzare il linguaggio specifico proprio della fisica e la terminologia relativa;
- essere in grado di applicare i concetti principali a casi specifici e di comprenderne potenziali usi e limiti di applicazione;
- essere in grado di esporre concetti e risultati anche ad un pubblico non esperto. Saper presentare anche ad un pubblico non esperto gli aspetti principali della descrizione fisica quantitativa dei fenomeni;
- saper valutare potenzialità e limiti di una descrizione fisica quantitativa dei fenomeni;
- collegare diversi argomenti trattati e mostrare autonomia di giudizio e capacità di analisi di fronte a problemi specifici.

Prerequisiti

No

Contenuti dell'insegnamento

Meccanica: cinematica e dinamica del punto, lavoro ed energia meccanica, urti, sistemi di punti, corpi rigidi, momento angolare, principi di conservazione. Termologia e calorimetria. Gas perfetti e principi della termodinamica. Elementi di Elettrostatica. Corrente continua e circuiti elettrici. Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto. Le onde elettromagnetiche.

Programma esteso

Introduzione: Le grandezze fisiche.
Sistemi di unità di misura.
I vettori.
Cinematica del punto materiale: velocità accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto in due e tre dimensioni. Dinamica del punto materiale e applicazioni delle leggi della meccanica.
Il concetto di forza e prima legge di Newton, massa inerziale, seconda legge di Newton e legge di azione e reazione.
La forza gravitazionale e il peso.
Forze di attrito, Lavoro ed energia: Lavoro delle forze. Energia cinetica. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Esempi di forze conservative e l'energia potenziale ad esse associata.
Dinamica dei sistemi: Sistemi a piu' particelle. Centro di massa. Quantità di moto e sua conservazione. Impulso e quantità di moto. Urti. Problemi d'urto elastico ed anelastico.

Teoria cinetica dei gas e termodinamica: Descrizione macroscopica di un gas perfetto. Concetto di temperatura e principio zero della termodinamica. Funzioni di stato. Calore ed energia interna. Calore specifico. Trasformazioni termodinamiche.
Conservazione dell'energia e primo principio della termodinamica. Entropia e il secondo principio della termodinamica.

Elementi di Elettrostatica: Cariche elettriche e legge di Coulomb. Il campo elettrico. La legge di Gauss e sue applicazioni. Il potenziale elettrico. Energia potenziale elettrostatica. Corrente e circuiti in corrente continua: corrente elettrica e densità di corrente. Resistenza elettrica e legge di Ohm. Interpretazione microscopica della resistenza: mobilità delle cariche. Conduttori e isolanti (cenni). Forza elettromotrice. Legge di Joule.
Resistenze in serie e in parallelo. Circuiti RC.

Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto: Forza di Lorentz e definizione del campo magnetico. Forza esercitata da un campo magnetico su un conduttore percorso da una corrente elettrica: effetto Hall. Campo magnetico generato da correnti. Il campo magnetico di un filo rettilineo infinito. La forza tra due conduttori paralleli percorsi da correnti. Assenza di cariche magnetiche isolate. Legge di Ampere e teorema della circuitazione. Il campo magnetico di un solenoide. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: Induzione magnetica. Legge di Faraday-Neuman. Le onde elettromagnetiche.
Propagazione della Luce: ottica geometrica. La natura ondulatoria della luce. Onde e particelle.

Bibliografia

Giancoli, FISICA Principi ed applicazioni, casa editrice Ambrosiana.

Serway-Jewett, Principi di Fisica. EdiSES

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali nelle quali vengono affrontati gli argomenti e presentati i concetti. La discussione e l'interazione con gli studenti e la possibilità di fare domande e chiedere chiarimenti viene sempre prioritariamente e continuamente e esplicitamente incoraggiata .

Il corso mira a descrivere, anche quantitativamente, un numero scelto di esempi significativi. A questi fini ciascuna lezione frontale conclusiva di un certo argomento verrà subito dopo seguita da una serie di esercitazioni durante le quali, in modo interattivo con gli studenti, saranno esaminate le applicazioni dei concetti appena prima presentati.

Inoltre ciascuna lezione sarà introdotta da un breve riassunto dei concetti già discussi nella lezione precedente, permettendo così al singolo studente una rapida connessione con gli argomenti svolti.

Tutto il materiale didattico (materiale didattico introduttivo al corso, figure, esercizi, supporto di matematica e trigonometria ) è contenuto nel testo adottato. Il docente pubblicherà sul sito Elly ogni eventuale ulteriore materiale.

Modalità verifica apprendimento

Una frequenza attiva e, per quanto possibile, continua è fortemente consigliata e consente allo studente di partecipare al lavoro in classe.

La valutazione dell' apprendimento è effettuata tramite un esame finale scritto ed un esame orale.

Lo studente dovrà quindi, previa iscrizione online: sostenere un esame scritto negli appelli del calendario ufficiale d’esami del Dipartimento SCVSA.
La prova scritta, della durata di 1 ora, consisterà in 4 esercizi (per ciascuno il
punteggio va da 0 a 5) e 10 domande a risposta chiusa (per ciascuna il punteggio va da 0 a 1).

Le domande corrispondono ciascuna a una parte dei capitoli scelti tra quelli relativi alle conoscenze illustrate
tramite le lezioni. Gli esercizi saranno affini a quelli sviluppati durante le esercitazioni.

Potranno accedere alla prova orale tutti gli studenti che hanno riportato una valutazione finale
scritta superiore a 18/30. La prova orale costituisce elemento di valutazione integrativo ai risultati
della prova scritta.

In caso di necessità la prova scritta scritta si svolgerà online (via Teams e Elly), la prova orale su piattaforma Teams.

Altre informazioni

No