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 modellizzazioni utilizzate e i limiti di validita'

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento di Fisica Generale 2 si pone i seguenti obiettivi:

• fornire conoscenze sui temi della meccanica newtoniana dei sistemi estesi (fluidi e corpi rigidi), del moto di una particella in un campo centrale (in particolare il campo gravitazionale) e della diffusione classica, della termodinamica e della teoria cinetica
• fornire strumenti utili alla schematizzazione e all'analisi di situazioni fisiche reali complesse
• mostrare attraverso esempi come sia possibile sfruttare modelli 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

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 descrivere in modo quantitativo i fenomeni fisici oggetto dell'insegnamento, avendo consapevolezza di ordini di grandezza e unità di misura
• sapranno interpretare e utilizzare un linguaggio corretto e scientificamente appropriato
• 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

Acquisizione di competenze trasversali
Il corso si propone di favorire l’acquisizione di competenze trasversali quali la competenza alfabetica funzionale, la competenza personale, quella sociale, la capacità di imparare a imparare.

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

Le attività in gruppo in classe, le attività di "think pair share" e i compiti a casa (da svolgersi anche in gruppo) favoriranno l’acquisizione di competenze personali e sociali di livello base, così come di competenze alfabetiche funzionali di livello base. L’uso di app per la verifica dell’apprendimento durante le lezioni, e l’abitudine dei docenti a offrire spunti di auto-valutazione sia durante le lezioni sia durante le prove orali, favoriranno l’acquisizione di competenze di metacognizione (competenze personali di livello base, capacità di imparare a imparare di livello base).

I docenti sono a disposizione per adattare le modalità di esame e di erogazione dell'insegnamento a studenti con DSA.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Primo semestre

Oscillazioni: oscillatore unidimensionale libero, oscillatore smorzato, oscillatore forzato, oscillatori accoppiati.
Forze centrali: 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 simmetrica, 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

Per la parte di meccanica:

• Goldstein-Poole-Safko: Classical Mechanics (3rd ed)
• Landau: Meccanica
• Mazzoldi-Nigro-Voci  Fisica/Vol.I  - Edises
• Mencuccini e Silvestrini - Fisica: meccanica e termodinamica - Zanichelli
• Dispense di meccanica di David Tong, University of Cambridge: https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/dynamics.html
• Per gli esercizi esistono molti testi validi, un esempio è D. Morin - "Introduction to classical mechanics with problems and solutions" - Cambridge University press
• Esercizi sulle orbite di Keplero: H. Curtis, "Orbital mechanics for engineering students", Elsevier

Per la parte di termodinamica e fluidi:

• E. Fermi - Termodinamica - Bollati Boringhieri
• R. G. Mortimer - Physical Chemistry - Elsevier
  consultabile, e scaricabile fino a un certo limite di pagine, su:

  Tramite il portale Uno per Tutto: https://unopertutto.unige.net/permalink/39GEN_INST/tigon9/alma9913649860304051
  Accesso diretto Ebsco: http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&scope=site&db=nlebk&db=nlabk&AN=230809

• Mencuccini e Silvestrini - Fisica: meccanica e termodinamica - Zanichelli
• Mark W. Zemansky - Calore e termodinamica - Zanichelli
• H. B. Callen - Termodinamica – Tamburini
• R. Feynman - Lectures on Physics
  https://www.feynmanlectures.caltech.edu/
• Prof. Pierantonio Zanghì, Appunti di Meccanica Statistica
  https://www.ge.infn.it/~zanghi/FS/STAT.pdf
• Esercizi: Guida alla soluzione dei problemi di Termodinamica e Teoria cinetica, di Ratto-Fest-Basano, disponibile in più copie presso la Biblioteca di Valletta Puggia

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

GIULIA ROSSI (Presidente)

LEA DI NOTO

SERGIO DI DOMIZIO (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare il calendario al link: 

https://corsi.unige.it/corsi/8758/studenti-orario

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

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 competenza alfabetica funzionale, la competenza personale, quella sociale, la capacità di imparare a imparare. 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

• delle attività in itinere 
• una prova scritta
• 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.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Nella tabella che segue, si chiarisce quale strumento di valutazione è associato a ciascun obiettivo di apprendimento. Si ricorda che il test di ammissione all’orale è alternativo alla prova scritta, e rappresenta una scelta di emergenza adottata solo durante la fase di epidemia Covid-19.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Non si concedono appelli straordinari, né scritti né orali.