OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire agli studenti una conoscenza di base delle leggi della meccanica classica, dell’elettromagnetismo e della termodinamica Sviluppare l’abilità nel risolvere semplici problemi ed esperimenti fisici. Fornire agli studenti la metodologia necessaria per analizzare e trattare i dati sperimentali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli obiettivi formativi sono focalizzati sull'apprendimento delle nozioni di base e della descizione analitica dei fenomeni meccanici, termodinamici ed elettromagnetici, e sui metodi per definire delle relazioni quantitave tra le osservazioni dei fatti naturali e i loro modelli.  Per questo, viene data enfasi alla osservazione dei fatti naturali, alla definizione e quantificazione delle grandezze in gioco, alla messa in relazione con modelli che descrivano le ragioni per cui i fenomeni accadono e il modo con cui accadono. Gli obiettivi dell'insegnamento della fisica sono integrati con laboratorio pratico di fisica generale, dove sono maggiormente sviluppate le fasi di osservazione e quantificazione dei fenomeni attraverso gli strumenti gli misura. I risultati attesi sono: capacità di osservazione, quantificazione di grandezze fisiche, modellizzazione analitioca e previsione dei fatti naturali nell'ambito della meccanica, termodinamica e elettromagnetismo. 

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento si svolge con lezioni ed esercitazioni in aula sugli argomenti del programma. SI svolgeranno dimostrazioni sperimentali in aula a supporto delle lezioni teoriche in base alla disponibilità e alle possibilità dei sussidi didattici. I testi consigliati sono il riferimento di base per lo studio e le esercitazioni. Gli argomenti trattati nelle lezioni saranno pubblicati sotto forma di appunti sul sito di aulaweb.  Le esperienze di laboratorio saranno precedute da una lezione in cui sono descritti gli obiettivi, i metodi  e i dettagli tecnici. Le tracce per l'esecuzione dell'esperienze saranno pubblicate su Aulaweb. L'esperienza si conclude con la compilazione di una scheda in cui vanno riportati: la metodologia di misura,  i dati acquisiti in forma di tabelle e grafici, il risultato della misura con la stima delle incertezze.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Programma dell'insegnamento si divide in Meccanica, Termodinamica, Elettromagnetismo.

Meccanica.

Moti e Forze:  velocità, accelerazione, massa, forze, principali tipi di moto, sistemi di riferimento e leggi di Newton, campi di forze, forza di gravitazione universale, moti dei pianeti.  Lavoro ed Energia: lavoro meccanico, energia potenziale e cinetica. Legge di conservazione dell'energia meccanica e forze conservative. Dinamica dei sistemi: centro di massa, quantita di moto, momento angolare, momento torcente, conservazione della quantita di moto e del momento angolare.  Cenni alla meccanica dei  solidi rigidi e fluidi ed elastici: momento di inerzia, urti, energia rotazionale, energia interna, idrostatica e moto dei fluidi, regimi di moto, legge di conservazione dell'energia, fluidi viscosi.  

Termodinamica.

Rappresentazione miscroscopica dei sistemi idrostatici:  teoria cinetica dei gas ideali, pressione, energia interna, temperatura. Calore e generalizzazione della conservazione dell'energia, primo pricipio della termodinamica. Macchine termiche, ciclo di Carnot, temperatura assoluta, secondo principio della termodinamica, entropia.

Elettromagnetismo

Elettrostatica: carica elettrica e forza elettrostatica, campo elettrostatico, potenziale, capacità, dielettrici. Forza elettromotrice, correnti elettriche, resistenza, circuiti e leggi sui circuiti, circuito RC.  Magnetostatica: forze magnetiche,  campo magnetico e correnti elettriche, forza elettromotrice indotta, induttanza, diamagnetismo e paramagnetismo, ferromagnetismo,  proprietà magnetiche della materia. Circuiti RL. Le equazioni di Maxwell, le onde elettromagnetiche e la luce.

Laboratorio di Fisica Generale

Il metodo sperimentale nelle scienze naturali: metodo scientifico; le osservazioni sperimentali e le teorie; l’esperimento e le misure. Il concetto di misura: le grandezze misurabili; le unità di misura; gli strumenti di misura; tipi e comportamenti generali degli strumenti di misura.  Qualità delle misure: valore e incertezza; riproducibilità e  ripetibilità. Analisi delle incertezze nelle misure: sistematiche e casuali; trattazione statistica; funzioni di grandezze fisiche con affette da incerrtezza; determinazione di una legge dai dati sperimentali. Attività di Laboratorio: sei piccoli esperimenti selezionati per porre lo studente nella condizione dello sperimentatore che, nelle complessità dei fenomeni, deve utilizzare gli strumenti in maniera corretta per realizzare una misura, o più misure, al fine di descrivere un fenomeno quantitativamente e associare una incertezza e comunicare il risultato finale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Fisica Generale. Principi e Applicazioni. A. Giambattista. Ed. Italiana di P. Mariani, A.Orecchini, F.Spinozzi. Ed. Mc Graw Hill 

Fondamenti di Fisica. Un approccio strategico. R.D.Knight, B.Jones, S.Field. Edizione italiana di R. Maioli. Ed. PICCIN (pagine 904)

Fondamenti di Fisica (Meccanica, Onde, Termodinamica, Elettromagnetismo, Ottica) D.Halliday,  R.Resnik, J.Walker, Ed. CEA (pagine 1024).

“Un introduzione all’Analisi degli errori”, John R.Taylor, Zanichelli

“Metodologie Sperimentali in Fisica”, Gaetano Cannelli, EdiSES

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

BIANCA BOTTINO (Presidente)

FLAVIO GATTI (Presidente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 25 settembre 2023

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta sugli argomenti dell'insegnamento ed esame scritto a quiz sugli argomenti di laboratorio. Durante l'insegnamento saranno svolte prove in-itinere scritte sulla meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo, che potranno essere valorizzate all'esame.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Valutazione del grado di conoscenza delle nozioni di fisica descritte nel programma, della capcità di comprensione di un fenomeno, di costruzione del modello interpretativo e del suo utilizzo per la previsione quantitativa delle grandezze fisiche coinvolte. Valutazione della capacità di osservazione dettagliata dei fenomeni, esecuzione di misure e stima delle incertezze. 

Calendario appelli