66993 - FISICA (A-L)

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Istruzione di qualità

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede gli strumenti concettuali e metodologici necessari per la comprensione dei fenomeni fisici la cui conoscenza è indispensabile per la comprensione dei fenomeni naturali e biologici. Lo studente consegue una preparazione di base nel campo della fisica classica (cinematica, dinamica, termologia e termodinamica, elettricità, magnetismo, onde) ed è in grado di risolvere semplici problemi numerici inerenti gli argomenti trattati. Inoltre, lo studente ha la capacità di acquisire dati sperimentali svolgendo semplici esperienze di laboratorio e di elaborare e discuterne i risultati.

Contenuti

Metodo Scientifico

  • Misure ed errori
    Introduzione al metodo scientifico; grandezze fisiche; misure dirette e indirette; unità di misura; errori statistici e sistematici; propagazione degli errori; precisione e accuratezza; analisi dimensionale
  • Teorie e modelli
    Descrizione analitica delle misure; leggi della Natura; metodi di risoluzione dei problemi in Fisica; introduzione alla Fisica Classica

Meccanica

  • Cinematica
    Posizione, distanza e spostamento; velocità; accelerazione; moto rettilineo uniforme; moto uniformemente accelerato; grandezze scalari e vettoriali; moto in due dimensioni
  • Dinamica
    Forza e massa; le tre leggi di Newton; forze normali; forze di attrito; corde e molle; moto circolare
  • Energia
    Lavoro; energia cinetica; forze conservative e non conservative; energia potenziale; conservazione dell’energia
  • Urti
    Quantità di moto; impulso; urti elastici e anelastici; centro di massa
  • Cinematica rotazionale
    Velocità e accelerazione angolari; moto di rotolamento; energia cinetica di rotazione e momento di inerzia
  • Dinamica rotazionale
    Momento torcente; momento angolare; lavoro rotazionale; equilibrio
  • Gravitazione
    La legge di gravitazione universale; energia potenziale gravitazionale
  • Oscillazioni e onde
    Oscillatore armonico; pendolo semplice; onde
  • Fluidi
    Densità; pressione; principio di Archimede; equazione di Bernoulli

Termodinamica

    • Temperatura e calore
      Temperatura; dilatazione termica; calore; calore specifico; conduzione, convezione e irraggiamento; teoria cinetica; calore latente; cambiamenti di fase
    • Termodinamica
      I tre principi della termodinamica; le trasformazioni termodinamiche; macchine termiche; entropia

    Elettromagnetismo

    • Elettrostatica
      Carica elettrica; isolanti e conduttori; la legge di Coulomb; il campo elettrico; il potenziale elettrico; condensatori e dielettrici
    • Corrente elettrica
      Corrente; resistenza e capacità; legge di Ohm
    • Magnetismo
      Campo magnetico; forze magnetiche; legge di Ampère; il magnetismo nella materia; legge di Faraday
    • Onde elettromagnetiche
      Produzione e propagazione di onde elettromagnetiche; spettro elettromagnetico

    Testi/Bibliografia

    Testo consigliato:
    - Fisica generale: Principi e applicazioni, 3/e, Alan Giambattista web page

    In alternativa:
    - Fondamenti di Fisica 6/Ed. con MyLab, James S. Walker; Pearson
    - FISICA Principi e Applicazioni 2/Ed., Douglas C. Giancoli; Casa Editrice Ambrosiana

    Metodi didattici

    Il corso è articolato in tre moduli didattici: il Modulo 1 (7 CFU), teorico, è caratterizzato da lezioni frontali, accompagnate dallo svolgimento e discussione di numerosi esercizi, per rafforzare l'apprendimento degli argomenti teorici. I Moduli 2 e 3 sono di carattere sperimentale e prevedono attività di laboratorio (1 CFU) e di analisi dati (1 CFU) per 3 esperienze (meccanica, ottica, termologia).

    In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

    Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

    La verifica dell'apprendimento prevede un esame scritto e un colloquio orale.

    La prova scritta, della durata di 2 ore, consiste nella risoluzione di 6 problemi riguardanti gli argomenti del programma del corso. E' ammesso l'uso di calcolatrici. Ogni problema verrà valutato da 0 a 5 punti (0 se non svolto oppure se svolto in modo completamente errato, da 1 a 4 se svolto parzialmente, 5 se privo di errori). La validità della prova scritta è limitata agli appelli dell'anno accademico durante il quale la prova scritta è stata superata.

    Per accedere all'esame orale è necessario avere superato la prova scritta, avere preso parte a tutte le esercitazioni di laboratorio (Modulo 2) ed analisi dati (Modulo 3) e aver consegnato tutte (6) le relative relazioni. Il colloquio orale, della durata di circa 20 minuti, ha lo scopo di valutare la conoscenza degli argomenti del programma, incluse le dimostrazioni, e la qualità espositiva dello studente. Verrà inoltre valuto l'apprendimento di quanto trattato nei moduli di laboratorio e analisi dati. Un buon esito della prova orale potrà incidere sulla valutazione complessiva con un incremento del voto dello scritto fino a un massimo del 20%. Viceversa, se la prova orale è valutata negativamente, potrà determinare una riduzione del voto dello scritto fino a un massimo del 20%.

    Se il voto finale è insufficiente, oppure se è sufficiente ma lo studente decide comunque di non accettarlo, l'esame (scritto+orale) puo' essere sostenuto di nuovo a uno qualsiasi degli appelli successivi, senza restrizioni. La lode verrà considerata in casi eccezionali, previo il superamento sia della prova scritta che della prova orale con valutazione eccellente.

    Il docente verbalizzante è il responsabile del Modulo 1. Per ottenere la verbalizzazione è sufficiente comunicare al docente di accettare il voto proposto. 

    Strumenti a supporto della didattica

    Le slide delle lezioni frontali del Modulo 1, e tutto il materiale didattico relativo ai laboratori e analisi dati dei Moduli 2 e 3 vengono resi disponibili durante lo svolgimento del corso sulla piattaforma Virtuale.

    Orario di ricevimento

    Consulta il sito web di Federico Marulli

    Consulta il sito web di Tiziano Rovelli