B1869 - FISICA (8 CFU) (A-L)

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 due 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; il Modulo 2 (1 CFU), di carattere sperimentale, prevede attività di laboratorio e di analisi dati per 3 esperimenti (meccanica, ottica, termologia).

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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 unico esame scritto.

La prova ha una durata di 3 ore ed è articolata in due parti di pari peso, una composta da esercizi e una da domande di teoria. Il punteggio massimo complessivo è 36 punti. Il voto finale è espresso in trentesimi, con soglia di superamento pari a 18. Fino a 30 punti il voto coincide con il punteggio ottenuto. Per punteggi superiori a 30 (da 31 a 36) e in assenza di errori concettuali, il voto è 30 e lode.

La prova comprende 6 esercizi sugli argomenti del programma del corso. Ogni esercizio è valutato da 0 a 3 punti (0 se non svolto o completamente errato, 1–2 se svolto parzialmente, 3 se corretto), per un totale di 18 punti.

La prova comprende inoltre 6 domande di teoria, ciascuna valutata fino a 3 punti, per un totale di 18 punti. Di queste, 4 domande riguardano contenuti teorici (Modulo 1), mentre 2 domande riguardano i contenuti di laboratorio e analisi dati (Modulo 2). Le domande di teoria possono richiedere spiegazioni concettuali e dimostrazioni. Le domande relative ai laboratori mirano a verificare la comprensione del significato fisico degli esperimenti eseguiti, delle metodologie di misura e di analisi dei dati, e del collegamento tra modelli teorici e risultati sperimentali ottenuti.

La valutazione finale è ottenuta sommando i punteggi assegnati alle singole parti della prova.

Durante l’esame non è consentito l’uso di libri, appunti, telefoni cellulari o altri dispositivi elettronici. I fogli per lo svolgimento degli esercizi saranno forniti dal docente. Agli studenti è richiesto di presentarsi all’esame muniti unicamente di penne e calcolatrice. Durante la prova sarà inoltre fornito un formulario ufficiale, contenente le principali formule di fisica trattate a lezione; non è consentito l’uso di formulari propri. 

Per poter sostenere l’esame è necessario aver frequentato tutti e tre i laboratori del Modulo 2 e aver consegnato tutte le relative relazioni di laboratorio.

Strumenti a supporto della didattica

Le slide delle lezioni frontali del Modulo 1, e tutto il materiale didattico relativo ai laboratori e analisi dati del Modulo 2 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 Cristina Pallanca