28626 - FISICA GENERALE T-A (L-Z)

Conoscenze e abilità da conseguire

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

Contenuti

• Introduzione al corso: Organizzazione del corso e modalità d'esame
• Cenni di trigonometria, calcolo differenziale e integrale: definizione di funzioni trigonometriche, relazioni in un triangolo rettangolo, definizione di derivata, significato geometrico di derivata, derivate di alcune funzioni elementari. Integrali e significato geometrico di integrale, integrali di alcune funzioni elementari.
• Introduzione alla Fisica: il Metodo Scientifico, esperimenti, leggi, modelli. Grandezze fisiche e misurazione, il Sistema Internazionale e le unità di misura. Cenni su errori di misura.
  
• Elementi di Algebra Vettoriale: Definizione di scalare e vettore. Operazioni tra vettori e loro proprietà: somma, differenza tra vettori, prodotto tra un vettore uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale. Definizione di componente. Rappresentazione cartesiana. 
  
• Cinematica del punto materiale: vettori posizione, velocità, accelerazione. Il moto del punto materiale in una dimensione (moto rettilineo). Il moto del punto materiale in più dimensioni. Accelerazione tangenziale ed accelerazione centripeta. Esempi di moto in due dimensioni: moto parabolico e moto circolare uniforme.
• Dinamica del punto materiale La ricerca delle cause che generano il moto dei corpi. Definizione di forza. Le leggi fondamentali della dinamica (leggi di Newton sul moto). Diagrammi di corpo libero. Forza peso, attrito statico e attrito dinamico, forza elastica.
• Lavoro ed energia
  Il lavoro fatto da una forza su un corpo. La potenza. Il concetto di energia. Il teorema lavoro-energia e l'energia cinetica per un punto materiale. Forze conservative e non. Proprietà delle forze conservative. Definizione di energia potenziale. Calcolo dell'energia potenziale per forza peso e forza elastica. Definizione di energia meccanica. Legge di conservazione dell'energia meccanica.
• Moto periodico
  Moto armonico semplice: equazioni del moto e periodo.
• Accenni di gravitazione
  Leggi di Keplero. Legge di Newton della gravitazione; energia potenziale gravitazionale; energia meccanica di pianeti e satelliti; velocità di fuga.
  
• Quantità di moto ed urti
  I concetti di quantità di moto ed impulso. Il teorema quantità di moto-impulso. Sistema di punti materiali. Forze interne ed esterne. Definizione di centro di massa. Moto del centro di massa. Conservazione della quantità di moto per i sistemi isolati. Urti: Urti elastici e perfettamente anelastici in una e due dimensioni.
• Moto rotazionale Definizione di sistema rigido. Cinematica del moto rotazionale. Relazioni tra grandezze lineari e angolari. Il momento di inerzia. Esempi di calcolo del momento d'inerzia. Il teorema degli assi paralleli. Energia rotazionale. Definizione di momento di una forza. Lavoro nel moto rotazionale, e teorema dell'energia cinetica. Momento angolare. Conservazione della quantità di moto totale e del momento angolare totale. Equazioni cardinali della dinamica. Rotazione di un corpo rigido attorno ad un asse fisso. Rotazione di un corpo rigido attorno ad un asse in movimento: rotolamento. Equilibrio di corpi rigidi (statica).

Testi/Bibliografia

I testi sotto elencati sono consigliati, ma non obbligatori. Gli argomenti del corso sono presenti in tutti i testi di Fisica Generale che contengano gli argomenti di Meccanica (testi di livello universitario che facciano uso del calcolo differenziale e integrale). Si suggerisce di consultare un testo di riferimento, ad integrazione degli appunti presi a lezione.

Testi consigliati:

• Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford "PRINCIPI DI FISICA, vol 1. Meccanica, Onde e Termodinamica", Pearson.
  
• G. Vannini, Gettys Fisica 1, Meccanica e termodinamica, Mc Graw Hill Education
• R.A. Serway, J.W. Jewett Jr, Fisica per Scienze e Ingegneria - Volume primo, Ed. EdiSES
• David Halliday, Robert Resnick, Kenneth Krane: Fisica 1 - Casa Editrice Ambrosiana

Tutti i testi consigliati contengono esercizi (nella versione cartacea oppure in versione elettronica).

Una serie di esercizi integrativi saranno disponibili sul sito Virtuale del corso.

Metodi didattici

Il corso consiste in circa 60 ore (6CFU) di lezioni frontali ed esercitazioni (combinazione di diapositive disponibili in anticipo sul sito Virtuale e dimostrazioni/risoluzioni esercizi svolte alla lavagna), organizzate in 5 ore settimanali, con lo scopo di mettere tutti gli studenti in condizione di utilizzare la metodologia indispensabile nella comprensione della Fisica e nella risoluzione di problemi.

Sono previste 2-3 esercitazioni da svolgere in aula, in modo da stimolare l'interazione in piccoli gruppi. E' prevista attività di tutorato extra-orario con lo svolgimento di sessioni di esercitazioni riassuntive su macro-argomenti (quali ad esempio: forze, dinamica traslazionale, moto rotazionale) e per supportare gli studenti nell'apprendimento.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento di Fisica Generale A consiste in una prova scritta obbligatoria ed una eventuale prova orale (colloquio). Sono previsti 6 appelli per anno accademico suddivisi in questo modo:

• 3 appelli nella sessione invernale (dicembre - febbraio)
• 2 appelli nella sessione estiva (giugno - luglio)
• 1 appello nella sessione autunnale (settembre)

Non sono previsti parziali al di fuori delle sessioni d'esame.

La prova scritta è obbligatoria e contiene una serie di problemi e quesiti per accertare la conoscenza degli argomenti presentati a lezione e l'acquisizione della metodologia per affrontare problemi di fisica.

La prova scritta:

• ha una durata di 2 ore, si svolge in presenza ed è necessario iscriversi tramite l'applicativo Almaesami.unibo.it (l'iscrizione viene chiusa una settimana prima della prova scritta).

• consta di una serie di quesiti e problemi a risposta multipla (ogni risposta esatta corrisponde ad un punteggio positivo +2,5, mentre ciascuna delle risposte errate comporta un punteggio negativo pari a -0,75) e di un problema a svolgimento libero, in cui verrà valutato il procedimento di risoluzione. L'esercizio a svolgimento libero sarà valutato soltanto se la parte di esercizi a risposta chiusa sarà ritenuta sufficiente.

• è consentito l'utilizzo di calcolatrice e appunti

• ha una valutazione espressa in trentesimi. Il voto massimo per la prova scritta è 30. La prova si considera superata con una valutazione di 18/30 o più. Per gli studenti che ottengono un voto di 17/30 la prova si intende ''superata con riserva" e il superamento dell'esame è comunque subordinato al sostenimento di una prova orale.

La prova orale consta di un colloquio con domande sugli argomenti di teoria del corso ed eventualmente la discussione dell'impostazione di problemi, al fine di valutare il grado di comprensione della materia. La durata indicativa di tale prova è 15-20 minuti.

La prova orale è:

• facoltativa per voti dello scritto compresi tra 19 e 27 (inclusi)
•  obbligatoria per voti dello scritto negli intervalli 17-18 e 28-30, da effettuarsi entro 6 mesi dal superamento della prova scritta. Per sostenere la prova orale è necessario iscriversi tramite l'applicativo Almaesami .
• valutata in trentesimi. Durante la prova orale può essere assegnata la lode per studenti che dimostrino una conoscenza estremamente approfondita della materia e uno spiccato senso critico nell'analizzare problemi.
  

Ulteriori dettagli sulla struttura dei compiti d’esame, sull’organizzazione delle prove e sul metodo di valutazione saranno indicate a lezione e disponibili nella pagina Virtuale del corso

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it ): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Il materiale didattico presentato a lezione è messo a disposizione dello studente in formato elettronico sulla piattaforma Virtuale del corso, insieme ad altro materiale di supporto come ad esempio esercitazioni integrative. Per ottenere il materiale didattico occorre iscriversi al sito virtuale del corso con le credenziali da studente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandra Fanfani