Fisica A

Laura Elisa Marcucci    Tel. 24901

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 scientifico 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.

Il corso e' organizzato in sequenza logica e il livello di apprendimento e' valutato 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. Corpo rigido. Momento di una forza e momento angolare. Conservazione del momento angolare. Statica del corpo rigido.
   
8. Fluidi: definizione di pressione e legge di Archimede. Teoria cinetica dei gas. Legge dei gas perfetti.
   
9. 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.
10. Corrente elettrica e resistenza. Corrente elettrica. Conservazione della corrente. Resistenza elettrica. Legge di Ohm ed effetto Joule. Resistenze in serie e in parallelo.
11. 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.
12. Elettrodinamica. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Lenz.

Serway, "Principi di Fisica", EdiSES; Halliday, "Principi di Fisica", Ambrosiana Editrice.
Sono inoltre disponibili alcune dispense relative al corso di Fisica per il Corso di Laurea in Informatica Applicata, redatte dal prof. Beverini, al sito http://www.df.unipi.it/~beverini/SP/. Qui si possono anche trovare testi e soluzioni di esercizi proposti nelle prove d'esame.

Scritto e orale. L'esame puo' essere superato con il superamento delle due prove in itinere.