Obiettivi Formativi

Questo corso si propone di: Presentare allo studente concetti di Fisica Classica di base (Meccanica, Termodinamica ed Elettromagnetismo) e mettere lo studente in grado di risolvere semplici problemi di Fisica di base.

Learning Goals

This lectures are aimed: To present basic concepts of classical Physics (Mechanics, Thermodynamics and electromagnetism)and to provide the tools in order to solve basic Physics problems

Metodi didattici

Lezioni in classe con presentazioni video impostate su problem solving e esercitazioni; proiezione video di semplici esperimenti di laboratorio

Teaching Methods

Classroom lectures by means of video presentations and exercises based on problem solving and exercises; video projection of simple laboratory experiments

Prerequisiti

Matematica e Geometria di base, inclusa una infarinatura di derivate ed integrali

Prerequisites

Basic Mathematics and Geometry, including derivatives ad integrals

Verifiche dell'apprendimento

Due prove scritte per modulo A e B e prova orale. Il superamento di una prova dà l'ammissione alla successiva

Assessment

Written tests for module A and B, followwed by an interview test. To pass a test is admission to next test.

Programma del Corso

Modulo A I. Generalità II. Cinematica del punto III. Dinamica del Punto Materiale (Leggi di Newton e Principio di conservazione della quantità di moto) IV. Lavoro ed Energia (Lavoro, Energia, Teorema del lavoro e dell'energia cinetica, Energia Potenziale e Conservazione dell'energia meccanica) V. Oscillazioni (Moto armonico semplice, smorzato, smorzato e forzato, Risonanza) VI.Cenni di Dinamica dei Corpi Rigidi VII. Gravitazione VIII. Cenni di Meccanica dei Fluidi IX. Termodinamica (Temperatura, Equilibrio termico, Calore, Capacità termica e calore specifico, Calore latente, Gas Perfetto, Stato termodinamico, Variabili di stato e funzioni di stato, Energia Interna e I Principio della Termodinamica, Trasformazioni reversibili ed irreversibili, II Principio della Termodinamica e Entropia, Macchine termiche, Potenziali termodinamici, Equazione di Van der Waals, Transizioni di fase) X. Elementi di Teoria cinetica dei gas Module B XI. Elementi di Calcolo Vettoriale XII. Elettrostatica nel Vuoto (carica elettrica, e sua conservazione, Legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrostatico, Legge di Gauss, dipolo elettrico, momento elettrico di dipolo e di multipolo, induzione elettrostatica, schermo elettrostatico, Capacità, Condensatori, Potere delle punte e applicazioni, Macchine Elettrostatiche) XIII. I Dielettrici (polarizzazione, costante dielettrica, suscettività, Cenni di Struttura della Materia) XIV. Correnti stazionarie (corrente elettrica, densità di corrente, legge di Ohm,Forza elettromotrice, Effetto Joule, Conduzioni non ohmiche). XV. Magnetostatica nel vuoto (Magneti e circuiti elettrici, Linee di flusso del campo magnetico, vettore di induzione magnetica, forza di Lorentz, legge di Biot-Savart, Formule di Laplace, Forze fra circuiti, flusso e circuitazione dell'induzione magnetica, Teorema di Equivalenza di Ampère) XVI. Magnetismo della materia (permeabilità e suscettività magnetica, diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo, Interpetrazione microscopica del magnetismo, Legge di Curie-Weiss, XVII. Legge di Faraday-Neuman (induzione elettromagnetica, legge di Faraday-Neumann, legge di Lenz, Induzione mutua e autoinduzione, correnti alternate, Oscillazioni elettriche, Risonanza, Circuiti Selettivi e Fedeli, Filtri, Trasformatore statico, Alternatori e dinamo, Motori elettrici) XVIII. Equazioni di Maxwell (Corrente di spostamento, Equazioni di Maxwell, Conservazione della energia e vettore di Poynting, Potenziali ritardati, dipolo oscillante) XIX. Onde meccaniche ed elettromagnetiche (Onde, Equazione delle onde, Condizioni iniziali e condizioni al contorno, Trasporto di energia, Intensità, Effetto Doppler, La velocità di propagazione della luce, Costante dielettrica ed indice di rifrazione, Leggi della Riflessione e Rifrazione, dispersione e assorbimento ottico, diffusione della luce, onde elettromagnetiche nei conduttori, LASER, Polarizzazione della luce, Interferenza, Principio di Huyghens, Diffrazione di Fraunhofer).

Course Syllabus

Module A I. Generalities II Point kinematcs III. Point Dynamics (Newton's Laws, Momentum conservation) IV. Work and Energy (Work, Energy, Theorem of Work and Kinetic energy, Potential Energy, Conservation of Mechanical Energy) V. Oscillations (Simple harmonic oscillator, damped oscillations, damped and forced oscillations, resonance) VI. Elements on Rigid bodies Dynamics VII. Gravitation VIII. Elements of Fluids Dynamics iX Thermodynamics (Temperature, Thermal equilibrium, Heat, Heat capacity and specific heat, latent heat, Perfect Gas, Thermodynamic state, State variable and state functions, reversible and irreversible transformations, Entropy and II Principle of Thermodynamics, Thermal machines, Thermodynamic Potentials, Van der Waals equation, Phase transitions). X. Elements of kinetic thoery of gas Module B XI. Elements of vector calculus XII. Vacuum Electrostatics (electric charge and its conservation, Coulomb's law, electric field, electrostatic potential, Gauss' Law, electric dipole, dipole and multipole electric moment, electrostatic induction, electrostatic screen, capacity, condenser, point power and applications, Electrostatic machines). XIII. Dielectrics (polarisation, dielectric constant, susceptibility, elemente of structure of the Matter) XIV Stationary currents (electric current, current density, Ohm's law, electromotive force, Joule's effect, non ohmic conductions) XV. Vacuum Magnetostatics (magnts an electric circuits, magnetic induction field, Lorentz's force, Biot-Savart 's law, Laplace formulas, forces between circuits,flux and circuitation of the magnetic induction field, Ampere's Equivalence theorem) XVI Magnetism of matter (magnetic permeability and susceptibility, microscopic intepretaion of magnetism, Curie-Weiss law). XVII. Faraday-Neumann's law (electromagnetic induction, Faraday-Neumann's law, Lenz's law, Mutual and self induction, ac curents, electric oscillations, resonance, selective and faithful circuits, filters, Ttransformer, Alternators and dynamo, electric engines) XVIII. Maxwell's equations (Displacement current, Maxwell equations, energy conservation and Poynting vector, retarded potentials, oscillating dipole) XIX. Mechanical and electromagnetic waves (Waves, Wave equation, Initial conditions and boundary conditions, Energy transport, Intensity, Doppler effect, light speed, dielectric constant and refraction index, Reflection and Refraction laws, optical dispersion and absorption, light diffusion, electromagnetic waves in conductors, LASER, Light polarisation, Interference, Huyghens' principle, Fraunhofer diffraction.