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Fisica B
| Codice: | BB001 | Crediti: | 6 | Semestre: | 2 | Sigla: | FIS | |
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| Settore disciplinare: | FIS/02 - Fisica Teorica, Modelli e Metodi Matematici |
Docente
Marco Maria Massai
Prerequisiti
Conoscenze matematiche di base relative al calcolo numerico
e simbolico. Conoscenze di base relative alla geometria
Euclideica e alla geometria analitica. Conoscenze di base di
trigonometria. Conoscenza del concetto generale di funzione
matematica e delle funzioni elementari, retta, parabola,
seno, tangente, esponenziale, ecc.
Obiettivi di apprendimento
Introduzione al linguaggio della fisica come descrizione
matematica dei fenomeni naturali. Il corso introduce alla
conoscenza delle leggi fondamentali della meccanica della
elettricitą e del magnetismo con particolare attenzione
all'uso del concetto di conservazione delle grandezze
fisiche quali l'energia, la massa, la carica, la quantitą di
moto, ecc. Il corso si propone di insegnare a stabilire
relazioni tra i concetti astratti della fisica quali
corrente, tensione, campo elettrico, campo magnetico,
calore, temperatura, potenza, energia ecc. e la
fenomenologia del quotidiano.
Descrizione
Corso introduttivo alle conoscenze di base della fisica
classica
English Description
This course provides a systematic introduction to the main
principles of physics and emphasizes the development of
conceptual understanding using algebra and trigonometry, but
rarely calculus.
A knowledge of algebra and basic trigonometry is required
for the course; the basic ideas of calculus may be
introduced in the theoretical development of some physical
concepts, such as acceleration and work.
Topics
Vectors and motion in one, two dimensions. Newton's Laws,
particle dynamics, work and energy. Conservation laws and
collisions. Rotational kinematics and dynamics, angular
momentum and equilibrium of rigid bodies. Simple harmonic
motion, gravitation. Charge, electric field, Gauss' Law and
potential. Capacitance, resistance, simple d/c circuits.
Magnetic fields, Ampere's Law, Faraday's Law, induction.
Programma
- Introduzione.
Metodo sperimentale. L'operazione di misura. Unitą e
dimensioni delle osservabili. Il sistema MKS. Descrizione
matematica delle leggi fisiche: sistemi di coordinate,
vettori, prodotti scalari e vettoriali, derivate.
- Cinematica del punto.
Legge oraria, velocitą, accelerazione. Moto rettilineo
uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto in due
dimensioni e moto di un proiettile. Moto circolare uniforme.
Accelerazione tangenziale e radiale.
- Dinamica del punto
Massa e quantitą di moto. Conservazione della quantitą di
moto. Forze e secondo principio della dinamica. Legge di
azione e reazione.
- Applicazione delle leggi della meccanica
Piano inclinato e reazioni vincolari. Moto armonico. Pendolo
semplice
- Conservazione dell'energia.
Lavoro e energia cinetica. Il teorema delle forze vive.
Applicazioni. Dipendenza del lavoro dal percorso, forze
conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia
meccanica. Esempi di alcune forze conservative e
dell'energia potenziale ad esse associata.
- Dinamica dei sistemi.
Centro di massa. Equazione del moto del c.m. Problemi d'urto
in una e due dimensioni.
- Gravitazione universale
Satellite in orbita circolare. Leggi di Keplero. Potenziale
gravitazionale.
- Elettrostatica
Concetto di carica puntiforme e legge di Coulomb. Il
concetto di campo: scalare e vettoriale. Definizione di
campo elettrico. Il principio di sovrapposizione. Campi
generati da distribuzioni di cariche. Potenziale
elettrostatico e superfici equipotenziali. Flusso di un
vettore attraverso una superficie. La legge di Gauss per i
campi elettrici. Cenni sulla simmetria e applicazioni della
legge di Gauss. Moto di cariche in un campo elettrico e
conservazione dell'energia. Condensatori ed energia
elettrostatica.
- Corrente elettrica .
Corrente elettrica. Legge di conservazione della carica.
Resistenza elettrica. Legge di Ohm ed effetto Joule. Analisi
di circuiti puramente resistivi riconducibili a sistemi
serie parallelo.
- Campo magnetico.
Forza di Lorenz e definizione di campo magnetico. Proprietą
della forza di Lorenz e conservazione dell'energia. Moto di
una carica in campo magnetico costante ed uniforme. Forza
esercitata da un campo magnetico su una corrente elettrica.
Campo magnetico di una carica puntiforme in moto con
velocitą costante. Campo magnetico generato da correnti.
Circuitazione di un vettore lungo una linea. Legge di
Ampere.
- Elettrodinamica
Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Lenz. Momento
torcente esercitato da un campo magnetico su una spira
percorsa da corrente. Cenni su i motori e alternatori.
Bibliografia
E. Amaldi Zanichelli (Meccadica, Elettromagnetismo)
Serway Principi di Fisica EdiSE
Modalità di esame
Scritto e orale
