Fisica A

Paolo Rossi      Tel. 24884 / 24643

Conoscenze di base di Analisi Matematica, Algebra e Geometria

Introduzione ai principi e ai metodi della fisica classica

Conoscenze. Conoscenza delle leggi fondamentali della meccanica classica: cinematica e dinamica del punto materiale, legge di gravitazione universale. Conoscenza delle leggi fondamentali dell'elettromagnetismo classico: equazioni di Maxwell

Capacità. Capacita' di impostare e risolvere, analiticamente e numericamente, semplici problemi di meccanica ed elettromagnetismo

Comportamenti. Lo studente dovrebbe acquisire un comportamento scientifco nell'individuazione dei problemi e nell'adozione di strategie volte alla loro analisi e alla loro soluzione

Il corso e' costituito da lezioni cattedratiche e da esercitazioni. Nelle lezioni vengono enunciati e spiegati i principi e vengono ricavate le leggi della meccanica e dell'elettromagnetismo. Nelle esercitazioni vengono illustrati con esempi pratici i metodi che permettono la risoluzione di problemi attinenti alla materia del corso Vengono introdotti numerosi argomenti di natura matematica, in particolare di geometria analitica, di calcolo vettoriale e di analisi, che sono propedeutici all'introduzione del formalismo fisico.

The course is based on lectutes and recitations In the lectures the principles of classical mechanics and electromagnetism are presented and the corresponding physical laws are deduced and discussed. In the recitations many concrete examples are used in order to teach the methods allowing the resolution of problems related to the issues presented in the lectures. Several mathematical issues are also introduced, especially concerning geometry, vectors and calculus, since these notions are needed in order to develop the formalism of physics,

Valutare in corso di erogazione il livello di raggiungimento degli obiettivi utilizzando gli strumenti delle verifiche intermedie

1. Introduzione Metodo sperimentale. L'operazione di misura. Unità e dimensioni delle osservabili. Descrizione matematica delle grandezze fisiche: sistemi di coordinate, vettori, prodotti scalari e vettoriali, derivate.
2. Cinematica del punto. Legge oraria, velocità, accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto in due dimensioni e moto di un proiettile. Moto circolare uniforme. Accelerazione tangenziale e radiale.
3. Dinamica del punto. Massa e quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Forze e secondo principio della dinamica. Legge di azione e reazione.
4. Applicazioni delle leggi della meccanica. Piano inclinato e reazioni vincolari. Moto armonico. Pendolo semplice. Forze di attrito.
5. Conservazione dell'energia. Lavoro ed energia cinetica. Il teorema delle forze vive. Applicazioni. Problemi d'urto elastico ed inelastico. Dipendenza del lavoro dal percorso. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Alcune forze conservative e l'energia potenziale ad esse associata.
6. Gravitazione universale. Leggi di Keplero. Legge di Newton. Potenziale gravitazionale. Velocità di fuga.
7. Teoria cinetica dei gas e termodinamica. Legge dei gas perfetti. Concetto di temperatura e funzione di stato. Conservazione dell'energia e primo principio della termodinamica.
8. Elettrostatica. Cariche elettriche e legge di Coulomb. Definizione del campo elettrico. La legge di Gauss per i campi elettrici. Applicazioni. Moto di cariche in un campo elettrico e conservazione dell'energia. Energia elettrostatica. Condensatori. Capacità. Condensatori in serie e in parallelo.
9. Corrente elettrica e resistenza. Corrente elettrica. Conservazione della corrente. Resistenza elettrica. Legge di Ohm ed effetto Joule. Resistenze in serie e in parallelo.
10. Campo magnetico. Definizione del campo magnetico e forza di Lorentz. Proprietà della forza di Lorentz e conservazione dell'energia. Forza esercitata da un campo magnetico su una corrente elettrica. Campo magnetico generato da correnti. La forza tra due correnti parallele. Assenza di cariche magnetiche isolate. Legge di Ampere e teorema della circuitazione.
11. Elettrodinamica. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Lenz.

Le dispense del corso redatte dal prof. Beverini sono disponibili nel sito http://www.df.unipi.it/~beverini/SP/ che contiene anche testi e soluzioni degli esercizi proposti nelle prove d'esame

Scritto e orale. L'esame puo' essere superato con il superamento delle due prove in itinere, e nella maggior parte dei casi il superamento della prova scritta (o delle prove in itinere) permette l'esenzione dalla prova orale. Le prove scritte sono costituite da cinque o sei problemi di fisica , per ognuno dei quali si deve rispondere a due o tre domande a risposta (numerica) multipla