Lo studente è tenuto a raggiungere i seguenti obiettivi formativi:

- saper applicare opportunamente le nozioni riguardanti le grandezze fisiche e l' analisi dimensionale;
- saper applicare il calcolo vettoriale nella risoluzione dei problemi fisici del mondo - circostante;
- saper risolvere quesiti inerenti a problematiche di cinematica, statica e dinamica del punto materiale e del corpo rigido;
- saper applicare le conoscenze di fluidostatica e fluidodinamica a problemi reali;
- saper applicare le conoscenze di ottica ai problemi reali;
- saper applicare i concetti fondamentali relativi all'elettromagnetismo.

L’insegnamento (7 CFU) prevede 49 ore di lezioni frontali (o a distanza) e (1 CFU) 12 ore di altre attività, prevalentemente esercitazioni numeriche guidate per la risoluzione di problemi di verifica o di approfondimento.

Per lo svolgimento delle lezioni e delle esercitazioni si utilizzano prevalentemente presentazioni in PowerPoint.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza, potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’Inclusione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Anna De Angelis.

Conoscenze di base di algebra, geometria e trigonometria.

1 – Introduzione

Stato di un sistema fisico e grandezze fisicamente significative; Unità di misura fondamentali e derivate; Equazioni dimensionali; Cenni di statistica e teoria degli errori.

2-Calcolo vettoriale

Sistemi di riferimento e sistema di coordinate; I vettori come entità geometriche; I vettori in fisica e loro utilizzo nello spazio fisico bidimensionale e tridimensionale; Grandezze vettoriali e grandezze scalari; I vettori nel piano e loro scomposizione per componenti; Versori; Somma tra vettori; Prodotto scalare e prodotto vettoriale tra vettori; Moltiplicazione di uno scalare per un vettore; Applicazioni.

3 – Meccanica

Descrizione del moto di un corpo - Sistemi di riferimento - Principio d'inerzia - Seconda legge della dinamica - Terza legge della dinamica - Conservazione della quantità di moto - Campi di forza - Lavoro di una forza - Teorema dell'energia cinetica - Campi conservativi - Potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Momento delle forze - Conservazione del momento angolare.

4 - Meccanica dei fluidi

Proprietà dei fluidi - Statica dei fluidi: leggi di Pascal, Stevin e Archimede - Fluidi ideali e teorema di Bernoulli - Moto laminare di un fluido viscoso: legge di Poiseuille - Flusso turbolento - Sedimentazione - Fenomeni di superficie: legge di Laplace e fenomeni di capillarità.

5 - Termodinamica

Termometria e calorimetria - Calore specifico delle sostanze - Elementi di teoria cinetica dei gas - Stato di un sistema termodinamico - Esperienza di Joule - Equivalenza fra calore e lavoro - Energia interna e primo principio della termodinamica - Generalità delle trasformazioni termodinamiche - Processi reversibili e irreversibili – Macchine termiche - Secondo principio della termodinamica – Entropia.

6 - Fenomeni elettromagnetici

Cariche elettriche e legge di Coulomb; Campi elettrici e sorgenti del campo elettrico; Legge di Gauss; Potenziale Elettrico ed energia potenziale; Capacità e condensatori; Corrente e leggi di Ohm; Campi magnetici e sorgenti; Campi magnetici variabili nel tempo; Introduzione alle leggi di Maxwell; Onde elettromagnetiche e proprietà; Applicazioni.

7 - Fenomeni ondulatori

Oscillazioni meccaniche libere - Energia di un oscillatore armonico - Onde progressive armoniche - Onde longitudinali e trasversali - Onde piane e onde sferiche - Onde monocromatiche - Analisi di Fourier - Effetto Doppler - Principio di Huygens - Il suono e le sue caratteristiche - Fisica dell'orecchio - Ultrasuoni.

8 - Elementi di ottica

Riflessione e rifrazione - Legge di Snell - Approssimazione dell'ottica geometrica - Diottro sferico - Lenti sottili - Costruzione geometrica delle immagini - Microscopio - Ottica fisica - Sorgenti coerenti - Interferenza - Diffrazione - Reticolo di diffrazione - Potere risolutivo di uno strumento ottico - Polarizzazione.

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica" (2015) Casa Ed. Ambrosiana;
2. Mazzoldi, Nigro, Voci: “Elementi di Fisica Vol. 1 – Meccanica e Termodinamica. Seconda edizione.” (EdiSES)

 Gli studenti sono liberi di utilizzare qualsiasi altro testo a loro più comodo.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in due prove, una scritta e una orale. Lo scritto verrà valutato ai fini dell’ammissione alla prova orale. La valutazione della prova orale costituisce il voto finale. Lo studente può decidere di fare la parte orale nello stesso appello in cui ha svolto lo scritto o nell’appello successivo. Superata la prova scritta, consistente nella risoluzione di alcuni esercizi (normalmente 4), l'esame orale darà modo di verificare la conoscenza, la comprensione e l’esposizione degli argomenti trattati durante le lezioni.

Prove in itinere

Gli studenti frequentanti potranno effettuare delle prove in itinere. Verranno effettuate due verifiche in itinere: la prima a metà corso sulla parte del programma fino alla fluidodinamica, la seconda alla fine del corso sugli argomenti della restante parte del programma. Coloro che superano le verifiche in itinere sono esonerati dal compiere la prova scritta prevista per l’esame finale, qualora questo venga sostenuto entro la Prima Sessione di esame.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

In riferimento alla prova orale:

La valutazione della preparazione dello studente avverrà sulla base dei seguenti criteri: capacità di apprendimento e livello di approfondimento degli argomenti trattati, proprietà di sintesi ed esposizione, e capacità di ragionamento dello studente.

La votazione segue il seguente schema:

18-20

• Conoscenza e comprensione argomento: A livello soglia. Imperfezioni evidenti.

• Capacità di analisi e sintesi: Capacità appena sufficienti.

• Utilizzo di referenze: Appena appropriato.

21-23

• Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza routinaria 

• Capacità di analisi e sintesi: E’ in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente.

• Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze standard.

24-26

• Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza buona.

• Capacità di analisi e sintesi: Ha capacità di analisi e di sintesi buone. Gli argomenti sono espressi coerentemente.

• Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze standard.

27-29

• Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza più che buona.

• Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli capacità di analisi e di sintesi

• Utilizzo di referenze: Ha approfondito gli argomenti.

30-30L

• Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza ottima

• Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli capacità di analisi e di sintesi.

• Utilizzo di referenze: Importanti approfondimenti.

(orale)

• Discutere dei principi di conservazione dell'energia meccanica, della quantità di moto e del momento angolare;
• Riflessione, rifrazione e legge di Snell;
• Equazione di Bernoulli per un fluido ideale e applicazioni;
• Descrivere la fenomenologia relativa a campi elettrici e magnetici

(verifica)

• Un cannone lancia un proiettile a velocità v0=100 m/s. Calcolare l’angolo di sparo del cannone per avere la massima gittata e determinarne il valore.
• Calcolare la pressione esercitata dalla forza peso di un corpo fatto di alluminio a forma di cubo, il cui spigolo vale 12 cm, poggiato con una faccia del cubo su un piano orizzontale.