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FISICA GENERALE 2

CODICE 57049
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 12 cfu al 2° anno di 8758 FISICA (L-30) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/01
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO Annuale
    PROPEDEUTICITA
    Propedeuticità in ingresso
    Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
    • FISICA 8758 (coorte 2021/2022)
    • ANALISI MATEMATICA 1 52474
    • FISICA GENERALE 1 72884
    • ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA ANALITICA 80275
    Propedeuticità in uscita
    Questo insegnamento è propedeutico per gli insegnamenti:
    • FISICA 8758 (coorte 2021/2022)
    • FISICA QUANTISTICA (A) 66560
    • FISICA QUANTISTICA (B) 66562
    • STORIA E DIDATTICA DELLA FISICA 61743
    • LABORATORIO DI METODI COMPUTAZIONALI E STATISTICI 90741
    • FLUIDODINAMICA GENERALE 87158
    • FISICA CLASSICA AVANZATA 61739
    • FISICA QUANTISTICA 66559
    • BIOFISICA 61738
    • FISICA DELLA MATERIA 1 61736
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Il corso di Fisica Generale 2 si articola in due parti. La prima è dedicata alle oscillazioni, al moto in un campo centrale (per esempio gravitazionale) alle collisioni tra particelle e alla meccanica classica dei corpi rigidi. La seconda alla termodinamica, alla teoria cinetica e alla meccanica dei fluidi.

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L'insegnamento fornisce la conoscenza e comprensione di concetti ed elementi fondamentali della meccanica dei sistemi e della termodinamica, mettendone in evidenza le modelizzazioni utilizzate e i limiti di validita'

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Lo scopo dell'insegnamento è quello di far conoscere e comprendere concetti fondamentali nei seguenti ambiti:

    • meccanica newtoniana dei sistemi estesi (fluidi e corpi rigidi)

    • moto di una particella in un campo centrale (in particolare il campo gravitazionale) e diffusione classica

    • termodinamica

    • teoria cinetica

    Al termine dell'insegnamento gli studenti:

    • Conosceranno e avranno compreso i contenuti dell'insegnamento, come presentati dai docenti sia attraverso le lezioni frontali sia attraverso eventuali e puntuali riferimenti bibliografici

    • sapranno mettere in relazione i contenuti di questo insegnamento con i contenuti dell'insegnamento di Fisica Generale 1 (primo anno LT), con i contenuti di altri insegnamenti del secondo anno (come Chimica, Fisica Generale 3) e i diversi contenuti del corso di Fisica Generale 2 tra loro

    • sapranno elaborare in modo autonomo riflessioni sul concetto di modello e sui suoi limiti di validità, riflessioni declinate via via sulle diverse parti del corso

    • sapranno risolvere, sia autonomamente sia in gruppo, esercizi del tipo e della difficoltà di quelli presentati dai docenti durante lo svolgimento del corso

    • sapranno discutere con i docenti e con i loro pari, utilizzando un linguaggio corretto e scientificamente appropriato, gli argomenti trattati

    • sapranno studiare gli argomenti proposti attingendo da, e mettendo in relazione tra loro, fonti diverse quali gli appunti presi a lezione, i riferimenti bibliografici dati dai docenti ed eventuale materiale di approfondimento suggerito dai docenti

    PREREQUISITI

    Gli studenti devono avere buona dimestichezza con i contenuti dei corsi di Fisica Generale 1, Analisi Matematica 1, Algebra lineare e geometria analitica, in particolare con: analisi di funzioni; derivate ed integrali per funzioni con una variabile; equazioni differenziali lineari.

    MODALITA' DIDATTICHE

    Il corso è erogato nella forma di lezioni frontali che comprendono:

    • presentazione dei contenuti alla lavagna

    • presentazioni power point

    • visione di filmati

    • esercizi svolti alla lavagna dal docente

    • attività di gruppo (per esempio, esercizi svolti dagli studenti a gruppi con la guida del docente o attività del tipo problem-based learning)

    • instant polling

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Primo semestre

    Oscillazioni: oscillatore unidimensionale libero, oscillatore smorzato, oscillatore forzato, oscillatori accoppiati.
    Integrazione delle equazioni del moto: moto in una dimensione, determinazione dell’energia potenziale a partire dal periodo di oscillazione, massa ridotta, moto in un campo centrale, problema di Keplero.
    Collisioni tra particelle: disintegrazione di particelle, collisioni elastiche, diffusione, formula di Rutherford, diffusione a piccoli angoli
    Moto di un corpo rigido: velocità angolare, tensore d'inerzia, momento angolare di un corpo rigido, equazioni del moto di un corpo rigido, angoli di Eulero, trottola asimmetrica, corpi rigidi in contatto, moto in sistemi di riferimento non inerziali.

    Secondo semestre

    Sistemi termodinamici, principio zero e temperatura; calore e primo principio della termodinamica; diagrammi di fase ed equazioni di stato; applicazioni del primo principio ai gas ideali e ad altri sistemi; teoria cinetica; gas reali e cenni alle interazioni molecolari; secondo principio della termodinamica; macchine termiche; termodinamica assiomatica; potenziali termodinamici ed equilibrio termodinamico; coesistenza tra fasi e transizioni di fase, equazione di Clausius-Clapeyron; radiazione di corpo nero.
    Statica e dinamica dei fluidi puri omogenei.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Goldstein, Meccanica Classica - Zanichelli
    Mazzoldi-Nigro-Voci  Fisica/Vol.I  - Edises
    E. Fermi - Termodinamica - Bollati Boringhieri
    R. G. Mortimer - Physical Chemistry - Elsevier
    Mencuccini e Silvestrini - Fisica I: meccanica e termodinamica - Liguori
    Mark W. Zemansky - Calore e termodinamica - Zanichelli
    H. B. Callen - Termodinamica – Tamburini
    The Feynman lectures on Physics, https://www.feynmanlectures.caltech.edu/

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    GIULIA ROSSI (Presidente)

    LEA DI NOTO

    MARCO PALLAVICINI

    ALESSANDRO PETROLINI

    NICOLA MAGGIORE (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Prove in itinere, prova scritta e prova orale

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    La preparazione viene valutata attraverso

    1. delle attività in itinere 

    2. una prova scritta (una prova completa o due prove parziali) 

    3. una prova orale.

    Descriviamo qui di seguito la natura delle diverse prove valutate.

    1. ATTIVITÀ VALUTATE IN ITINERE

    Nel corso del primo e del secondo semestre verranno proposte attività in itinere quali: compiti per casa, attività di gruppo in classe, attività di tipo Problem Based Learning. Le attività valutate in itinere si pongono diversi obiettivi, tra i quali: aiutare gli studenti a comprendere in modo graduale quali sono le richieste dei docenti (obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi); favorire un impegno di studio costante durante l’intera durata dell’insegnamento; favorire una valutazione complessiva dello studente meno soggetta a fattori emotivi o elementi di casualità; sviluppo di soft-skill quali per esempio la capacità di lavorare in gruppo, la capacità di organizzarsi, la capacità di scrivere brevi relazioni sul lavoro svolto.

    2. PROVE FINALI SCRITTE, PARZIALI E COMPLETA

    Prova scritta completa (aperta a tutti gli studenti)
    La prova scritta completa consiste in quattro esercizi (2 per ciascuna parte del corso). Il tempo a disposizione per svolgere la prova completa è di 4 ore. Lo scritto è superato se la prova completa è valutata con un punteggio di almeno 18/32.

    Prove scritte parziali (riservate agli studenti iscritti al 2ndo anno nell’a.a. in corso)
    Sono previste due prove parziali. La prima prova parziale consiste in due esercizi sulla prima parte del corso (meccanica) e potrà essere sostenuta nella sessione di esami invernale a cavallo del primo e secondo semestre (gennaio e/o febbraio). La seconda prova parziale, che sarà contestuale alle prove complete di giugno e luglio, consiste in due esercizi sulla seconda parte del corso (termodinamica e fluidi). Il tempo a disposizione per svolgere ciascuna prova parziale è di 2 ore.

    Se la prima prova parziale (meccanica) è superata con una votazione di almeno 15/32, si ha diritto a sostenere anche la prova parziale relativa alla parte di termodinamica e fluidi. Se la seconda prova parziale è superata con votazione di almeno 15/32 e tale per cui la media aritmetica delle due prove è maggiore o uguale a 18/32, lo scritto si intende complessivamente superato.

    3. PROVA FINALE ORALE

    Durante la prova orale, il docente verifica la comprensione e la capacità di esposizione dei contenuti del corso attraverso domande che possono richiedere

    • lo svolgimento di un esercizio

    • l'analisi di una situazione reale che possa essere descritta con i modelli fisici presentata nel corso

    • l'esposizione e l'analisi di un modello e dei suoi limiti di validità

    • la dimostrazione di una relazione fisica

    La durata della prova orale è a discrezione del docente. 

    MODALITÀ DI ACCESSO ALLE PROVE E COMPUTO DEL VOTO FINALE

    Per poter sostenere l’orale è necessario avere conseguito un voto di accesso all’orale >=18. Il voto di accesso all’orale si può costruire in due modi:

    1. (riservato agli iscritti al secondo anno nell’a.a. in corso)
      Come combinazione delle valutazioni in itinere e della prova scritta, con modalità che saranno descritte a inizio insegnamento dai docenti e riportate in dettaglio sulla pagina Aulaweb dell’insegnamento. Affinché le valutazioni in itinere possano contribuire alla costruzione del voto di accesso all’orale, è necessario aver partecipato ad una frazione significativa  delle stesse, che verrà quantificata all’inizio del corso. Affinché la prova scritta possa contribuire alla costruzione del voto di accesso all’orale, è necessario che sia superata con un voto (della prova completa, o come media dei due parziali, come descritto sopra) >=18.

    2. (possibile per tutti gli studenti)
      Come valutazione della sola prova scritta (completa o due parziali)

    Il voto di accesso all’orale, ottenuto nel modo A oppure B, resta valido per tutto l’anno accademico. Per esempio, per l’a.a. 2022/23, il conseguimento di un voto di accesso all’orale >= 18/32 a partire dalla sessione di giugno 2023 dà diritto a sostenere l’orale in qualunque sessione successiva, fino a quella di febbraio 2024 inclusa.

    CALENDARIO DELLE PROVE

    Le date delle prove scritte sono segnalate su Aulaweb e sul calendario degli esami sul sito dell’Ateneo. L'iscrizione alle prove scritte attraverso il sito di Unige è obbligatoria, si raccomanda agli studenti di controllare la data di termine delle iscrizioni. I colloqui orali si svolgono in occasione di ciascuna sessione d’esame, nei giorni successivi alla data della prova scritta. I docenti comunicano data, ora e luogo dei colloqui orali contestualmente o subito dopo la prova scritta.

    ALTRE INFORMAZIONI

    Non si concedono appelli straordinari, né scritti né orali.