PRESENTAZIONE

Il corso di Fisica per Ingegneria dell'Energia è un corso di base di fisica classica. Nel primo semestre si introdurrà la meccanica e nel secondo semestre l'elettromagnetismo.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce un'introduzione alla fenomenologia e alla formulazione matematica delle leggi della meccanica e dell’elettromagnetismo classici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Si riterrà che lo studente avrà raggiunto gli obbiettivi formativi se sarà in grado di risolvere problemi di meccanica e di elettromagnetismo utilizzando l'appropriato formalismo matematico, giustificando il procedimento scelto.

PREREQUISITI

Conoscenze di base di trigonometria e di analisi matematica.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso è basato su lezioni frontali, che si terranno due volte alla settimana per un totale di cinque ore alla settimana. L'introduzione ai principi generali e le esercitazioni numeriche non saranno formalmente separate.

Le lezioni frontali potranno essere sostituite da lezioni online in base all'evolversi dell'emergenza Covid19.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Corso di Studi in Ingegneria Meccanica - Energia e Produzione

FISICA 56685

Misura delle grandezze fisiche. Unità di misura e Sistema Internazionale delle unità di misura. Incertezza di una misura. Rappresentazione del risultato di una misura e cifre significative.

Grandezze scalari e vettoriali. Rappresentazione grafica dei vettori. Componenti di un vettore e vettori unitari. Operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto scalare e prodotto vettoriale.

Cinematica del punto materiale: Vettori posizione, spostamento, velocità, accelerazione. Moto uniformemente accelerato, moto dei proiettili, moto circolare, moto armonico. Moti relativi.

Dinamica del punto materiale: Le forze come causa del moto. Prima legge di Newton e sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge di Newton. Massa e peso. Forze di contatto. Attrito. Cenni sulle forze ritardanti dipendenti dalla velocità. Lavoro compiuto da una forza. Energia cinetica, teorema lavoro-energia cinetica. Potenza. Forze conservative ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Punti di equilibrio. Lavoro svolto su un sistema da una forza esterna. Conservazione dell’energia.

Dinamica dei sistemi di punti materiali: Centro di massa. Seconda legge di Newton per un sistema di punti materiali. Quantità di moto e impulso. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Conservazione della quantità di moto. Sistemi a massa variabile. Urti elastici e anelastici.

Dinamica dei corpi estesi: Corpo rigido. Traslazione e rotazione. Rotazioni attorno ad un asse fisso. Momento d’inerzia, teorema di Huygens-Steiner. Momento di un vettore rispetto ad un punto; momento di una forza, momento della quantità di moto. Lavoro ed energia nel moto rotatorio. Seconda equazione cardinale della dinamica del corpo rigido. Rotolamento. Momento angolare e sua conservazione. Statica.

Elettrostatica: Carica elettrica. Legge di Coulomb. Principio di sovrapposizione. Campi vettoriali: definizione e rappresentazione. Campo elettrostatico. Dipolo elettrico. Campo generato da distribuzioni continue di carica. Flusso di un vettore. Teorema di Gauss. Conservatività del campo elettrostatico ed energia potenziale elettrostatica. Potenziale elettrico e differenza di potenziale. Superfici equipotenziali. Condensatori e capacità. Condensatori in serie e in parallelo. Energia immagazzinata in un condensatore. Cenni sui campi elettrostatici nei dielettrici.

Correnti elettriche: Corrente e resistenza. Resistori in serie e in parallelo. Leggi di Kirchhoff. Circuiti in regime stazionario. Circuiti RC in regime non stazionario: leggi di carica e scarica di un condensatore.

Magnetostatica: Definizione operativa di campo magnetico. Caratteristiche del campo magnetico. Forza di Lorentz. Campi incrociati. Forza magnetica agente su un filo percorso da corrente. Momento torcente su una spira percorsa da corrente. Dipolo magnetico. Campi magnetici generati da correnti. Legge di Biot-Savart. Legge di Ampère. Campi in un solenoide e in un toroide. Forze tra due conduttori percorsi da corrente.

Induzione elettromagnetica: Flusso Magnetico. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Forza elettromotrice e campo elettrico indotto. Induttanza. Circuiti RL. Energia magnetica immagazzinata in un induttore.

Equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

“Fisica per Scienze ed Ingegneria” volumi primo e secondo di R. A. Serway e J. W. Jewett, ed. EdiSes.

Il corso si avvale del supporto informatico di AulaWeb di UNIGE.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

FABRIZIO FERRO (Presidente)

GIUSEPPE FIRPO (Presidente)

SANDRA ZAVATARELLI (Presidente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/11438/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una parte scritta ed una orale (a discrezione della commissione).

L'esame scritto è superato se lo studente ha ottenuto un voto maggiore o uguale a 16. Per partecipare alla prova scritta occorre iscriversi almeno due giorni prima della data dell'esame sul sito

https://servizionline.unige.it/studenti/esami/prenotazione

La prova orale può essere sostenuta nell'appello della prova scritta o in uno dei successivi della stessa sessione (estiva o invernale). Se la prova orale è insufficiente la commissione si riserva la possibilità di annullare anche l'esame scritto.

Durante l’anno sono previste due prove parziali alla fine di ogni semestre con esercizi sugli argomenti trattati durante il semestre. Gli studenti che in entrambe le prove hanno ottenuto un voto maggiore o uguale a 16, sono esonerati dall'esame scritto. Il voto complessivo è la media di quello ottenuto nelle due prove parziali ed è equiparato al voto di un esame scritto.

Per gli studenti che hanno ottenuto un voto maggiore o uguale a 18 nella prova scritta o come risultato delle prove parziali l'esame orale è facoltativo. Nel caso in cui lo studente non sostenga la prova orale il voto registrato è quello della prova scritta. La commissione si riserva comunque la facolta’ di richiedere un esame orale nei casi in cui la valutazione della prova scritta fosse dubbia.

Le prove parziali saltate o con valutazione inferiore a 16 possono essere recuperate, a condizione che almeno una delle due (meccanica o EM) abbia riportato votazione >=16. Il recupero delle prove parziali potrà essere fatto durante le sessioni d’esame dell'a.a. in corso (da giugno sino al febbraio successivo).

Si consiglia agli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio delle lezioni per concordare modalità d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

N.B.: l'emergenza Covid19 ha costretto ad implementare alcune modifiche alle modalita' d'esame che vengono comunicate via AulaWeb agli studenti.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Attraverso l'esame scritto (e orale) si valutera' la capacita' dello studente di risolvere problemi di meccanica e di elettromagnetismo utilizzando l'appropriato formalismo matematico, giustificando il procedimento scelto.

Nell'esame orale si potranno verificare anche le conoscenze teoriche acquisite.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

Fenomenologia della fisica classica a livello di scuola media superiore. Trigonometria e analisi matematica a livello di scuola media superiore.