28628 - FISICA GENERALE T-B (A-K)

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2020/2021

Conoscenze e abilità da conseguire

Maturazione di concetti basilari della Fisica generale (con particolare riguardo all' Elettromagnetismo e ai Principi della Termodinamica) nel linguaggio dell' analisi matematica, del calcolo integrale e vettoriale. Acquisizione della metodologia scientifico-tecnica necessaria per affrontare in termini quantitativi i problemi di fisica.

Contenuti

Programma di Elettromagnetismo

Elettrostatica nel vuoto: Elettricità statica. Carica elementare, nucleo, atomo. Isolanti e conduttori. Induzione elettrostatica. L'elettroscopio. La legge di Coulomb. Il campo Elettrico generato da una carica puntiforme e da distribuzioni di cariche. Linee di campo. Campo elettrico e conduttori. Moto di una carica nel campo elettrico. Legge di Gauss. Applicazioni della legge di Gauss. Energia del potenziale elettrostatico e differenza di potenziale. Relazione tra il potenziale e campo elettrico. Potenziale generato da cariche puntiformi e da una distribuzione qualsiasi di carica. Superfici equipotenziali. Gabbia di Faraday. Scarica elettrica e fulmini. Il condensatore. Il Calcolo della capacità. I condensatori in serie e in parallelo.

Correnti elettriche: La batteria elettrica. La corrente elettrica. La legge di Ohm. La resistenza e i resistori. Resistività. Potenza elettrica. La rete elettrica domestica. Corrente alternata. La superconduttività. La forza elettromotrice e la tensione fra i terminali. Resistori in serie e in parallelo. Leggi di Kirchhoff. La forza elettromotrice in serie e in parallelo. Il carica batterie. Circuiti con resistore e condensatori ( circuiti RC ).

Magnetismo: Magneti e campi magnetici. Correnti elettriche producono campi magnetici. Forza della corrente elettrica in un campo magnetico. Forza agente su una carica elettrica in moto in un campo magnetico (Forza di Lorentz). Campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente. Forza tra due fili conduttori percorsi da corrente. Legge di Ampère. Campo magnetico generato da solenoidi rettilinei e toroidali. Legge di Biot-Savart. Materiali magnetici: ferro magnetismo. Forza elettromotrice indotta. Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica e legge di Lenz. Forza elettromotrice indotta in un conduttore in movimento. Generatori elettrici. Flusso di campo magnetico variabile genera un campo elettrico.

Equazioni di Maxwell: Campi magnetici generati da campi elettrici variabili. Legge di Ampere e corrente di spostamento. Legge di Gauss per il magnetismo. Le equazioni di Maxwell. Le onde elettromagnetiche a la derivazione della loro velocità dalle equazioni di Maxwell.

 

Programma di Termodinamica

Temperatura e calore:  Equilibrio termico e principio zero della termodinamica. Temperatura e termometri, termometro a gas ideale, altre scale termometriche. Dilatazione termica. Trasmissione del calore.

Trasformazioni termodinamiche: Equilibrio termodinamico, trasformazioni ed equazioni di stato. Gas ideale e gas di Van der Waals. Trasformazioni e diagramma P-V. Calore specifico, calore molare, calore latente. Lavoro termodinamico.

Il primo principio della termodinamica: - Lavoro adiabatico, energia interna. Esperienza di Joule sull'equivalente meccanico del calore. Primo principio della termodinamica. I gas perfetti: energia interna, equazioni di Poisson.

Cenni di teoria cinetica dei gas:  Modello molecolare di un gas perfetto: calcolo della pressione. Interpretazione microscopica della temperatura. Equipartizione dell'energia e gradi di libertà.

Il secondo principio della termodinamica:  Reversibilità e irreversibilità. Macchine termiche e rendimento. Il secondo principio della termodinamica. Reversibilità, ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Scala termodinamica assoluta delle temperature. Teorema di Clausius e funzione di stato Entropia. Entropia e secondo principio della termodinamica.

Testi/Bibliografia

Per la parte di Elettromagnetismo:

Douglas C. Giancoli, Fisica 2, seconda edizione (Casa editrice Ambrosiana, 2010)

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fondamenti di Fisica (Elettromagnetismo), Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli

G. Cantatore, L. Vitale, Gettys Fisica 2, Elettromagnetismo e onde, IV edizione, Casa Editrice Mc Graw Hill

Per la parte di Termodinamica:

Douglas C. Giancoli, Fisica 1, seconda edizione (Casa editrice Ambrosiana, 2010)

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fondamenti di Fisica (Meccanica, Onde, Termodinamica), Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli

G. Vannini, Gettys Fisica 1, Meccanica e Termodinamica, V edizione, Casa Editrice Mc Graw Hill


Metodi didattici

Il corso consiste di lezioni frontali in aula, organizzate in spiegazioni teoriche, applicazioni pratiche ed esercizi. Durante le lezioni si farà uso della lavagna tradizionale, video che illustrano vari esperimenti e si proietteranno diapositive.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La modalità d’esame consisterà in una prova scritta e una orale facoltativa. Il tipo di prova scritta e di orale verranno definiti durante il corso, in base all’evoluzione dell’emergenza COVID-19.

Strumenti a supporto della didattica

Durante le lezioni frontali si farà uso della lavagna "virtuale" e si proietteranno dispositive. Le lezioni verranno registrate e saranno disponibili su https://virtuale.unibo.it. Ulteriore materiale didattico per esercizi, approfondimenti e discussioni sarà fornito sempre sul sito https://virtuale.unibo.it.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Angelo Carbone