| | | |  corso | | | | | |
Fisica A
| Codice: | 002BB | Crediti: | 6 | Semestre: | 2 | Sigla: | FIS | |
| |
| Settore disciplinare: | FIS/02 - Fisica Teorica, Modelli e Metodi Matematici |
Docente
Eugenio Paoloni
Tel. 050 2214246Prerequisiti
Conoscenze matematiche di base relative al calcolo numerico, alla
geometria euclidea ed alla trigonometria. Conoscenza del concetto
generale di funzione matematica, derivata ed integrale. Calcolo delle
funzioni elementari delle loro derivate ed integrali.
Obiettivi di apprendimento
Introduzione al linguaggio della fisica come descrizione matematica dei
fenomeni naturali. Conoscenza delle leggi fondamentali della meccanica,
dell'elettricità e del magnetismo con particolare attenzione all'uso
del concetto di conservazione delle grandezze fisiche.
Conoscenze.
Conoscenze di base.
Capacità.
Capacità di apprendimento, di comprensione e di verifica di un modello matematico della realtà.
Descrizione
Il corso fornisce una introduzione sistematica ai principi fondanti
della fisica classica. La verifica della comprensione dei concetti si
basa su semplici applicazioni che richiedono conoscenze di algebra,
geometria ed occasionalmente di analisi matematica. Gli argomenti
affrontati sono:
le
leggi del moto, derivate dai principi di Newton, i concetti di lavoro
ed energia, principi di conservazione di energia e quantita' di moto;
le interazioni tra cariche elettriche, la legge di Gauss ed il
potenziale elettrico con particolare enfasi sul principio di
sovrapposizione e sul concetto di simmetria; la risoluzione di semplici
circuiti elettrici in continua; il campo magnetico. i fenomeni di
induzione e le leggi che li descrivono.
Indicazioni metodologiche
Il processo di apprendimento e' organizzato in sequenza logica con
valutazione intermedia degli obbiettivi di apprendimento raggiunti.
Programma
- Richiami di geometria analitica. Sistemi di riferimento cartesiani
in due e tre dimensioni. Equazioni della retta, della circonferenza,
dell'iperbole equilatera, della parabola. Tangente ad una curva.
Rappresentazione parametrica.
- Grandezze fisiche e unità di misura. Misura di una grandezza.
Grandezze fondamentali e grandezze derivate. Dimensioni fisiche di una
grandezza. Sistemi coerenti di unità di misura. Il Sistema
Internazionale.
- Cinematica. Descrizione del moto unidimensionale di un punto
materiale. Legge oraria del moto. Definizione di velocità media e
velocità istantanea. Definizione di accelerazione media e accelerazione
istantanea. Il moto uniformemente accelerato. Moto nello spazio
tridimensionale. Grandezze vettoriali e vettori. Il vettore
spostamento. Somma e differenza di vettori. Velocità e accelerazione
vettoriali. Moto circolare ed accelerazione centripeta. Moto
uniformemente accelerato in 3 dimensioni.
- Dinamica del punto materiale. Primo e secondo principio della
dinamica. Definizione e unità di misura delle forze. Moto di un grave.
Forze vincolari e piano inclinato. Il terzo principio della dinamica.
Tensione di una fune. Esempi di forze: forza gravitazionale, forza
elettrostatica, forze elastiche. Moto armonico. Definizione di lavoro e
di potenza e loro unità di misura SI. Lavoro della forza peso e della
forza elastica. Teorema dell'energia cinetica. Forze posizionali.
Concetto di campo di forze. Definizione di forze conservative.
Definizione di energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale e
energia potenziale elastica. Principio di conservazione dell'energia
meccanica. Definizione di impuso e di quantità di moto. Teorema
dell'impulso. Urti elastci ed anelastici.
- Corpi estesi. Sistemi di punti materiali. Centro di massa.
Teorema del baricentro. Quantità di moto totale di un sistema.
Principio di conservazione della quantità di moto. Corpo rigido.
Momento di una forza.
Statica di un corpo rigido.
- Dinamica celeste. Le leggi di Keplero. Legge di gravitazione
universale. Il momento della quantità di moto. Conservazione della
quantità di moto nel moto di un satellite o di un pianeta. Energia
potenziale del campo gravitazionale. Velocità di fuga.
- Meccanica dei fluidi. Densità e pressione. Legge di Stevino e principio d'Archimede. Equazione di Bernoulli.
- Elettrostatica. I fenomeni elettrici. Corpi conduttori e
isolanti Forza di Coulomb. Campo elettrico. Linee di forza. Teorema di
Gauss e sue applicazioni ai corpi conduttori. Campo generato da una
sfera conduttrice carica; da una sfera dielettrica uniform. carica; da
una lastra conduttrice piana. Potenziale elettrostatico. Potenziale
generato da una carica puntiforme e da un insieme di cariche
puntiformi. Potenziale di un conduttore. Condensatori. Campo elettrico
in un condensatore piano.
Energia immagazzinata in un condensatore.
- Corrente elettrica. Legge di Ohm. Potenza dissipata dalla corrente.
Forza elettromotrice. Resistenze in serie e in parallelo. Carica di un condensatore
- Elettromagnetismo. Forza di Lorentz. Forza magnetica agente su
un elemento di corrente. Campo generato da un elemento di
corrente.Legge di Biot-Savart. Forza tra due fili rettilinei percorsi
da corrente. Legge di Ampère. Campo di un solenoide. Definizione di
flusso del campo magnetico concatenato con un circuito. Induzione
elettromagnetica: legge di Faraday e legge di Lenz. Spira rotante in
campo magnetico.
Bibliografia
W.E. Gettys, F.J. Keller and M.J. Skove, "Fisica 1" e "Fisica 2" McGraw-Hill
R.A. Serway, "Principi di Fisica", EdiSES
J.S. Walker, "Fondamenti di Fisica", Zanichelli
Modalità di esame
Scritto e orale. L'esame può essere superato con il superamento delle due prove in itinere.
