OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento fornisce i concetti e le leggi fondamentali dell'elettromagnetismo nel vuoto. Particolare importanza viene attribuita alla comprensione dell'utilita` e delle limitazioni connesse all'uso di schematizzazioni e modelli.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivi formativi

L'insegnamento di Fisica Generale si pone i seguenti obiettivi:

• fornire conoscenze di base sui temi della meccanica classica e dell'elettromagnetismo nel vuoto
• fornire strumenti utili alla schematizzazione e all'analisi di situazioni fisiche reali complesse
• mostrare attraverso esempi come sia possibile sfruttare modelli semplici di situazioni reali complesse per fare previsioni sull'evoluzione di sistemi fisici
• costruire un linguaggio adatto alla descrizione della realtà fisica
• stimolare la comunicazione tra studenti intorno ad argomenti di fisica

Alla fine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di:

• descrivere il funzionamento del metodo scientifico per l’analisi dei fenomeni fisici
• comprendere il linguaggio/lessico della fisica nella descrizione dei fenomeni fisici.
• identificare il modello, tra quelli proposti, che meglio descrive un dato fenomeno fisico
• usare il linguaggio/lessico della fisica nella descrizione dei fenomeni fisici e nella risoluzione dei problemi
• descrivere la teoria della meccanica classica e dell'elettromagnetismo presentata dai docenti
• descrivere in modo quantitativo la realtà fisica
• risolvere problemi di meccanica ed elettromagnetismo combinando le nozioni teoriche di fisica al formalismo matematico
• giustificare i passaggi quando si risolve un esercizio, si fa una dimostrazione e quando si descrive un modello
• valutare la propria conoscenza dei contenuti e la propria capacità di descrivere situazioni fisiche sfruttando le teorie e i modelli proposti

MODALITA' DIDATTICHE

Gli argomenti sono presentati ed esemplificati nelle lezioni frontali. L'esposizione dei contenuti consiste in

• spiegazioni e dimostrazioni alla lavagna (digitale in regime di DAD)
• uso di presentazioni power point
• uso di video
• uso di strumenti di simulazione (matlab, algodoo, applet java)

Accanto alla presentazione dei contenuti, il docente svolge sempre esercizi alla lavagna.

Gli studenti sono inoltre invitati a partecipare attivamente alla lezione nei seguenti modi:

• attraverso esercitazioni guidate dal docente e svolte in piccoli gruppi
• attraverso esercitazioni guidate e alla lavagna svolte dall'esercitatore
• attraverso l'uso di app che consentano allo studente di verificare immediatamente di aver compreso la spiegazione del docente attraverso brevi questionari ed esercizi. Questi test sono sempre svolti in forma anonima. I test consentono al docente di monitorare durante lo svolgimento della lezione il livello di comprensione da parte della classe
• attraverso esercizi assegnati dal docente da svolgersi a casa, in autonomia o in gruppo
• attraverso esercitazioni basate sul metodo del "think pair share"
• attraverso semplici esperimenti, volti a prevedere o verificare l'andamento di una legge fisica

Ciascuna lezione combina almeno tre diverse modalità didattiche.

Di supporto alla preparazione delle prove di esame, un esercitatore dedicato a questo insegnamento può proporre sessioni pomeridiane di esercitazioni guidate e alla lavagna.

Ogni modulo dell'insegnamento prevede due test, che consentono allo studente di autovalutarsi e al docente di monitorare il livello di apprendimento della classe. I test sono svolti in remoto attraverso la piattaforma aulaweb a metà e alla fine di ciascun semestre.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Contenuti:

1. Forze fra cariche puntiformi (legge di Coulomb). Campo elettrico E. Calcolo di E attraverso le sorgenti: principio di sovrapposizione, legge di Gauss. Potenziale elettrico, energia di una carica in un campo elettrico. Energia di un sistema di cariche. Analogie col campo gravitazionale.
2. Proprietà dei conduttori. Condensatori. Densità di energia del campo E.
3. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Effetto Joule. Generatori. Circuiti a una o più maglie. Leggi di Kirchhoff. Circuiti RC.
4. Definizione di campo magnetico B (Forza di Lorentz). Forze su un conduttore percorso da corrente. Momento meccanico agente su una spira percorsa da corrente.
5. Momento magnetico di una spira. Metodi per la determinazione di B prodotto da correnti: legge di Ampère, legge di Biot-Savart. Flusso di B attraverso una superficie chiusa e concatenato con una linea chiusa. Legge di Faraday. Autoinduzione. Circuiti RL. Densità di energia del campo B.
6. Corrente di spostamento. Leggi di Maxwell in forma integrale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1) D. Halliday, R.Resnick, J.Walker, “Fondamenti di Fisica” I e II; Ed. CEA
2) R.A. Serway, Jewett, “Principi di Fisica”, Terza Edizione - Volume I e II; EdiSES, Napoli.
3) W.E. Gettys, F.J. Keller, Fisica Generale, McGraw Hill
4) P. Mazzoldi, M. Nigro e C. Voci, Elementi di Fisica (volume I e II)