Il corso di Fisica affronta le leggi della meccanica e dell’idromeccanica, alla base di tutte le applicazioni scientifiche e tecnologiche che l'allievo dovrà affrontare nel suo percorso didattico.
Understand basic physical fundamentals and the key vocabulary to describe them: kinematics, dynamics, work and energy, rotations, fluids. Develop skills in observation, interpretation, reasoning, synthesis, generalizing, predicting, and questioning as a way to learn new knowledge. Develop scientific problem solving skills, including organization of given information, identification and application of pertinent principles, quantitative solutions, interpreting results, and evaluating the validity of results. Apply conceptual understanding of the physics to general real-world situations, and recognize how and when physics methods and principles can help address problems in their future courses and then apply those methods and principles to solve new problems.
La frequenza e la partecipazione attiva alle attività educative proposte (lezioni ed esercitazioni) e allo studio individuale consentiranno allo studente di:
- acquisire la capacità di descrivere e analizzare i concetti di base relativi alla misurazione delle grandezze fisiche
- comprendere e applicare le leggi fondamentali della cinematica
- comprendere e applicare le leggi fondamentali della dinamica a una varietà di situazioni comuni
- comprendere, descrivere e applicare i concetti di base di energia cinetica e potenziale, lavoro e potenza
- estendere le leggi fondamentali di cinetica e dinamica alla rotazione
- comprendere e applicare i concetti di equilibrio ed elasticità
- acquisire la capacità di descrivere e analizzare i concetti di base relativi a statica e dinamica dei fluidi
Lo studente sarà incoraggiato a comprendere i vantaggi e le limitazioni connessi all'uso di schemi e modelli, utilizzare correttamente il formalismo e il linguaggio scientifico, riconoscere l'applicabilità di schemi e modelli in situazioni di vita reale, impostare e risolvere esercizi e problemi all'interno dei contenuti proposti e valutare criticamente i risultati.
L’insegnamento è articolato in diverse fasi che combinano il lavoro personale dello studente, lavoro di gruppo e lezioni frontali svolte dal docente. La parte teorica verrà principalmente esaminata dagli studenti attraverso materiale scritto assegnato dal docente in vista della lezione seguente. Gli studenti sono chiamati a commentare il materiale attraverso una opportuna piattaforma informatica. Durante la lezione frontale, dopo che il docente avrà richiamato i concetti fondamentali precedentemente appresi dagli studenti, evidenziando i punti critici, verranno condivisi esempi pratici e problemi con gli studenti. In una prima fase gli studenti dovranno affrontare individualmente i problemi, al fine di acquisire la capacità di applicare i concetti appena richiamati. In una seconda fase, è previsto un lavoro di gruppo in cui piccoli gruppi di studenti confrontano il loro approccio al problema e proseguono il lavoro fino a trovare la soluzione. Una terza fase consiste nell’esposizione, da parte di uno dei gruppi degli studenti, del procedimento utilizzato per risolvere il problema all’intera classe. Durante queste fasi il ruolo del docente consisterà nel guidare gli studenti all’approccio corretto al problema e all’utilizzo appropriato dei modelli delle leggi fisiche appropriate.
Misure
Quantità fisiche, standard e unità, Precisione e cifre significative, Analisi dimensionale
Moto in una dimensione
Posizione, spostamento e velocità media, Velocità istantanea e velocità, Accelerazione, accelerazione costante, accelerazione a caduta libera
Vettori
Vettori e loro component, Vettori unitari, somma di vettori
Moltiplicazione di vettori
Moto in due e tre dimensioni
Posizione e spostamento, Velocità media e velocità istantanea, Accelerazione media e velocità istantanea, Moto di un proiettile, Moto circolare uniforme, Moto relativo in una dimensione
Moto relativo in due dimensioni
Forza e movimento
La prima e la seconda legge di Newton, Alcune forze speciali, Applicare le leggi di Newton
Forze d'attrito, La forza di trascinamento e la velocità terminale, La dinamica del moto circolare uniforme
Energia cinetica e lavoro
Energia cinetica, Lavoro e energia cinetica: Teorema dell'energia, Lavoro fatto da una Forza Costante, Lavoro fatto da una forza variabile, Energia
Energia potenziale e conservazione dell'energia
Energia potenziale, Conservazione dell'energia meccanica, Lavoro fatto su un sistema da una forza esterna, Conservazione dell'energia
Centro di massa e momento lineare
Centro di Massa, Seconda legge di Newton per un sistema di particelle, Momento lineare, Collisione e Impulso, Conservazione del momento lineare, Momento e energia cinetica nelle collisioni, Collisioni elastiche in una dimensione, Collisioni in due dimensioni, Sistemi con massa variabile
Rotazione
Variabili rotazionali, Rotazione con accelerazione angolare costante, Relative alle variabili lineari e angolari, Energia cinetica di rotazione, Calcolo dell'inerzia rotazionale, momento torcente, Seconda legge di Newton per la rotazione, Lavoro e energia cinetica rotazionale
Rotolamento, Momento torcente e Momento Angolare
Rotolamento come combinazione di traslazione e rotazione, L'energia cinetica del rotolamento, Le forze del rotolamento, Momento angolare, Seconda legge di Newton in forma angolare, Il momento angolare di un sistema di particelle, Il momento angolare di un corpo rigido che ruota attorno a un asse fisso, Conservazione del momento angolare, Precessione di un giroscopio
Equilibrio ed elasticità
Equilibrio, Il centro di gravità, Alcuni esempi di equilibrio statico, Elasticità
Statica dei fluidi
Fluidi e solidi, Densità e pressione, Misura della pressione, Variazioni di pressione in un liquido a riposo, Principio di Pascal e principio di Archimede
Dinamica dei fluidi
Concetti generali del flusso dei fluidi, Linee di flusso e l'equazione della continuità, Equazione di Bernoulli, Campi di flusso, Viscosità, turbolenza e flusso caotico
Vari testi coprono il materiale del corso, alcuni sono elencati di seguito:
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana
D. Halliday, R. Resnick, K. S. Krane, Fisica 1, Casa Editrice Ambrosiana,
Ricevimento: Previo appuntamento a seguito di richiesta all'indirizzo email davide.ricci@unige.it
DAVIDE FRANCESCO RICCI (Presidente)
LORENZO PAPA
EUGENIA TORELLO (Presidente Supplente)
https://courses.unige.it/10948/p/students-timetable
Esame scritto e orale.
Esame scritto
L'esame consiste nel risolvere alcuni (tipicamente 4) problemi di fisica che vertono sugli argomenti principali del corso.
Ammissione alla prova orale con una votazione dello scritto ≥ 16/30
Sarà disponibile nelle date degli appelli ufficiali.
Il candidato può scegliere di ripetere lo scritto se non soddisfatto del risultato. In questo caso però la consegna dell’elaborato annulla i risultati precedenti.
In alternativa all'esame scritto a conclusione del semestre, saranno effettuate due prove parziali a metà e a fine del semestre: la votazione del primo test deve essere ≥ 12/30 per consentire l'accesso al secondo test parziale, altrimenti lo studente passa direttamente ad effettuare l'esame scritto completo a fine semestre. Per accedere all'esame orale la media dei voti dei due test deve essere ≥ 16/30
Esame orale
Consiste nell'esposizione di un argomento del programma dell'insegnamento scelto dalla commissione, seguito da un'analisi e soluzione da parte dello studente di un problema scritto proposto dalla commissione. Coloro che accedono all'esame orale avendo superato i due test scritti intermedi potranno scegliere a loro piacimento l'argomento della prima domanda orale
L’esame scritto verificherà l’acquisizione delle conoscenze di base delle principali leggi fisiche che regolano la meccanica dei solidi e dei liquidi e la capacità di applicare tali conoscenze alla soluzione di problemi rappresentativi di situazione pratiche. Lo studente dovrà essere in grado di fornire la soluzione dei problemi utilizzando un approccio sistematico tramite schemi e modelli utilizzando gli strumenti formali acquisiti durante il corso. Sarà oggetto di valutazione la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della simbologia e l’accuratezza di tutti i passaggi formali utilizzati per giungere alla soluzione.
L’esame orale verificherà l’acquisizione della capacità di associare tra loro le leggi fisiche e la capacità di utilizzarle per fornire una descrizione quantitativa di fenomeni tratti da situazioni pratiche.
