Fisica generale
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Fornire conoscenze di base della fisica e delle sue metodologie per la descrizione e l'analisi dei fenomeni naturali
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti impareranno a descrivere problemi fisici in termini di equazioni, usando le leggi della fisica classica, e risolverli quantitativamente:
1. conoscenza e comprensione: conoscenza delle leggi fisiche di base e dei loro contesti di applicazioni
2. capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicazione di tali leggi per risolvere problemi semplici, sia proponendo una soluzione parametrica (in funzione delle grandezze del sistema in esame), sia una soluzione numerica, completa di unità di misura
1. conoscenza e comprensione: conoscenza delle leggi fisiche di base e dei loro contesti di applicazioni
2. capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicazione di tali leggi per risolvere problemi semplici, sia proponendo una soluzione parametrica (in funzione delle grandezze del sistema in esame), sia una soluzione numerica, completa di unità di misura
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
SISTEMI DI RIFERIMENTO
Coordinate cartesiane e angolari
Vettori posizione e spostamento
Vettori in generale: somma, sottrazione, prodotto scalare, prodotto vettoriale
CINEMATICA
Moto nello spazio, traiettoria, legge oraria
Velocità media e istantanea
Accelerazione, accelerazione tangenziale e centripeta
Velocità angolare
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
Legge di inerzia, moto rettilineo uniforme
Leggi della dinamica (F=ma, composizione di forze, principio azione-reazione)
Integrazione dell'equazione del moto
Caso particolare: forza costante, moto uniformememente accelerato
Caso particolare: forza centripeta, moto circolare uniforme
Quantità di moto e condizioni per la sua conservazione
Momento torcente, momento angolare, condizioni per la sua conservazione
INTERAZIONI IN NATURA
Campi di forza
Introduzione sulle interazioni fondamentali: gravitazionale, elettromagnetica, cenni sull'interazione forte e debole
Esempi di moto in campi elettrici e magnetici [spettrometro di massa, acceleratore circolare...]
Forze macroscopiche: reazioni vincolari, forze impulsive, attriti, forze di superficie
CAMPI SCALARI E VETTORIALI
Linee di campo
Integrali di linea e circuitazione
Superfici orientate e flusso
Gradiente di un campo scalare
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro, energia cinetica, potenza
Forze conservative, energia potenziale
Energia meccanica e sua conservazione
CAMPI DI FORZA CENTRALI
Conservazione del momento angolare
Energia potenziale
Moto in un campo centrale
FORZE ELASTICHE
Forza elastica di una molla
Moto oscillatorio armonico
Energia elastica
Moto del pendolo
Forze elastiche nei materiali (cenni)
Modello di reazione vincolare (cenni)
Oscillatore forzato
FLUIDODINAMICA
Forze di superficie, pressione
Leggi di Stevino, Pascal, Archimede
Legge di Bernoulli
FORZE GRAVITAZIONALI
Legge della gravitazione universale
Energia gravitazionale
Moti in un campo gravitazionale centrale
Teorema di Gauss e campo generato da una massa sferica estesa
CAMPI ELETTRICI
Legge di Coulomb, teorema di Gauss
Potenziale elettrostatico
Dipolo elettrico, cenni sull'interazione fra atomi e molecole
Corrente elettrica e densita` di corrente
Conduttori e modello di conduzione microscopico, legge di Ohm
Proprieta` dei conduttori, schermo elettrostatico
CAMPI ELETTROMAGNETICI
Equazioni di Maxwell
Campi magnetici particolari: filo, spira, solenoide
Dipolo magnetico (cenni), cenni sulla magnetizzazione
Legge di Faraday-Neumann-Lenz e campi elettrici non conservativi.
Onde elettromagnetiche
Onde em nella materia: dispersione (cenni)
Onde em nei conduttori: assorbimento e schermo elettromagnetico
OTTICA
Spettro elettromagnetico
Principio di Huygens
Interferenza e diffrazione
Principio di Fermat, raggio ottico
Legge della riflessione
Indice di rifrazione, cammino ottico
Legge della rifrazione
Lente sottile
TERMODINAMICA
Temperatura empirica e legge-zero
Capacita` termica, calore latente
Teoria cinetica dei gas rarefatti
Prima legge della termodinamica e conservazione dell'energia
Ciclo di Carnot, macchine termiche, rendimento
Seconda legge della termodinamica ed entropia
Coordinate cartesiane e angolari
Vettori posizione e spostamento
Vettori in generale: somma, sottrazione, prodotto scalare, prodotto vettoriale
CINEMATICA
Moto nello spazio, traiettoria, legge oraria
Velocità media e istantanea
Accelerazione, accelerazione tangenziale e centripeta
Velocità angolare
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
Legge di inerzia, moto rettilineo uniforme
Leggi della dinamica (F=ma, composizione di forze, principio azione-reazione)
Integrazione dell'equazione del moto
Caso particolare: forza costante, moto uniformememente accelerato
Caso particolare: forza centripeta, moto circolare uniforme
Quantità di moto e condizioni per la sua conservazione
Momento torcente, momento angolare, condizioni per la sua conservazione
INTERAZIONI IN NATURA
Campi di forza
Introduzione sulle interazioni fondamentali: gravitazionale, elettromagnetica, cenni sull'interazione forte e debole
Esempi di moto in campi elettrici e magnetici [spettrometro di massa, acceleratore circolare...]
Forze macroscopiche: reazioni vincolari, forze impulsive, attriti, forze di superficie
CAMPI SCALARI E VETTORIALI
Linee di campo
Integrali di linea e circuitazione
Superfici orientate e flusso
Gradiente di un campo scalare
LAVORO ED ENERGIA
Lavoro, energia cinetica, potenza
Forze conservative, energia potenziale
Energia meccanica e sua conservazione
CAMPI DI FORZA CENTRALI
Conservazione del momento angolare
Energia potenziale
Moto in un campo centrale
FORZE ELASTICHE
Forza elastica di una molla
Moto oscillatorio armonico
Energia elastica
Moto del pendolo
Forze elastiche nei materiali (cenni)
Modello di reazione vincolare (cenni)
Oscillatore forzato
FLUIDODINAMICA
Forze di superficie, pressione
Leggi di Stevino, Pascal, Archimede
Legge di Bernoulli
FORZE GRAVITAZIONALI
Legge della gravitazione universale
Energia gravitazionale
Moti in un campo gravitazionale centrale
Teorema di Gauss e campo generato da una massa sferica estesa
CAMPI ELETTRICI
Legge di Coulomb, teorema di Gauss
Potenziale elettrostatico
Dipolo elettrico, cenni sull'interazione fra atomi e molecole
Corrente elettrica e densita` di corrente
Conduttori e modello di conduzione microscopico, legge di Ohm
Proprieta` dei conduttori, schermo elettrostatico
CAMPI ELETTROMAGNETICI
Equazioni di Maxwell
Campi magnetici particolari: filo, spira, solenoide
Dipolo magnetico (cenni), cenni sulla magnetizzazione
Legge di Faraday-Neumann-Lenz e campi elettrici non conservativi.
Onde elettromagnetiche
Onde em nella materia: dispersione (cenni)
Onde em nei conduttori: assorbimento e schermo elettromagnetico
OTTICA
Spettro elettromagnetico
Principio di Huygens
Interferenza e diffrazione
Principio di Fermat, raggio ottico
Legge della riflessione
Indice di rifrazione, cammino ottico
Legge della rifrazione
Lente sottile
TERMODINAMICA
Temperatura empirica e legge-zero
Capacita` termica, calore latente
Teoria cinetica dei gas rarefatti
Prima legge della termodinamica e conservazione dell'energia
Ciclo di Carnot, macchine termiche, rendimento
Seconda legge della termodinamica ed entropia
Prerequisiti
buona conoscenza della matematica di base, trigonometria, funzioni esponenziale e logaritmo, calcolo differenziale e integrale.
Metodi didattici
Lezioni frontali di teoria ed esercitazioni.
La frequenza e` FORTEMENTE consigliata.
La frequenza e` FORTEMENTE consigliata.
Materiale di riferimento
Dispensa del docente reperibile sulla pagina web del corso
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Esame scritto -- non sono previste prove orali. Il voto finale terrà conto della capacità di risolvere problemi negli ambiti trattati a lezione.
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su richiesta via email