Obiettivi Formativi

Il Corso si propone di: - fornire le competenze di base della Fisica Classica e cenni di Fisica Moderna; - far acquisire le metodiche della fisiche per la rappresentazione e quantificazione di semplici fenomeni naturali, attraverso esempi di modellizzazione dei fenomeni fisici finalizzati ad acquisire una mentalità sistemica; - applicare le conoscenze acquisite per la soluzione di problemi di fisica di base, attraverso l’uso di un linguaggio tecnico appropriato; - accrescere capacità di discriminare le variabili rilevanti e il tipo di energie coinvolte in semplici fenomeni naturali; - sviluppare le capacità di esprimere valutazioni numeriche e stime delle grandezze fisiche rilevanti in un processo, anche mediante ricorso ad opportune approssimazioni; -fornire agli studenti le basi per ulteriori approfondimenti di carattere tecnico scientifico, e per intraprendere studi successivi con maggiore autonomia.

Learning Goals

The course is aimed to: - provide the basic skills of Classical Physics and an outline of Modern Physics; - acquire the physical methods for the representation and quantification of simple natural phenomena, through examples of models for physical phenomena aimed at acquiring a systemic mentality; - apply the acquired knowledge for the solution of basic physics problems, through the use of appropriate technical language; - increase ability to discriminate relevant variables and the kind of energies involved in simple natural phenomena; - develop the ability to express numerical evaluations and estimates of the relevant physical quantities in a process, also through the use of appropriate approximations; - provide students with the basis for further technical-scientific insights and to undertake subsequent studies with greater autonomy.

Metodi didattici

Lezioni frontale ed esercitazioni

Teaching Methods

Lessons ad exercises

Prerequisiti

Competenze di matematica di base, soluzione di equazioni di 2° grado, trigonometria, concetto di funzione, derivazione ed integrazione

Prerequisites

Basic math skills, solutions of 2nd order equations, basics concepts of trigonometry, concept of function and its derivation and integration

Verifiche dell'apprendimento

Durante lo svolgimento del corso saranno effettuate lezioni partecipate per verificare lapprendimento in itinere degli argomenti trattati. L'esame finale di profitto si svolge attraverso la soluzione scritta di un problema di fisica seguita da una discussione dello stesso e colloquio orale su argomenti non ricoperti dall'esercizio svolto. Nella valutazione del colloquio orale si tiene conto della correttezza dei contenuti, della chiarezza argomentativa e delle capacita di analisi critica e di rielaborazione.

Assessment

During the course, participatory lessons will be carried out to verify the ongoing learning of the topics covered. The final profit exam takes place through the written solution of a physics problem followed by a discussion of the same and oral interview on topics not covered by the exercise. The evaluation of the oral interview takes into account the correctness of the contents, the argumentative clarity and the skills of critical analysis.

Programma del Corso

NOZIONI INTRODUTTIVE Grandezze fisiche: significato e definizione. Rappresentazione e misura dei fenomeni naturali. Significati fisico delle grandezze matematiche: funzioni, infinitesimi e differenziali, derivate e integrali, rappresentazioni grafiche. Unita di misura, analisi dimensionale. Vettori e grandezze fisiche vettoriali. Prodotto scalare e prodotto vettoriale CINEMATICA Moto rettilineo. Posizione e spostamento. Velocita media ed istantanea, accelerazione. Moto uniformemente accelerato. Moto nel piano e nello spazio. Analisi del moto dei gravi. Moto circolare: velocita e accelerazione angolare, accelerazione centripeta. Moto armonico. DINAMICA Le forze fondamentali. Principi di Newton. Impulso e quantita di moto. Forza di gravita, forza peso, moto dei pianeti, forze di marea. Forza elastica e oscillatore armonico. Lavoro di una forza, Energia cinetica, Potenza. Forze conservative ed Energia Potenziale. Conservazione dellenergia meccanica. Reazioni vincolari, forze di attrito statico e dinamico. Forze viscose e velocita limite. Momento di una forza, equilibrio, leve, carrucole e argani. Corpi rigidi, densita, baricentro e momento d'inerzia. Urti elastici e anelartici. FLUIDI Forze nei fluidi, pressione e viscosita, eq. di continuita, spinta idrostatica, eq. di Bernouilli e sue applicazioni. Perdita di carico: eq. di Poiseuille. Torchio idraulico, pompe centrifughe. TERMODINAMICA Temperatura e calore. Misura della temperatura. Dilatazione termica. Calorimetria Primo e secondo principio della termodinamica. Trasmissione del calore, Leggi dei gas perfetti e teoria cinetica dei gas. Primo principio ed energia interna. Trasformazioni termodinamiche: isoterma, isobara, isocora, adiabatica. Eq. dei gas reali. Macchine termiche e ciclo di Carnot, Trasformazioni reversibili e irreversibili. Secondo Principio ed entropia. ONDE Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza donda e frequenza. Velocita di propagazione. Principio di sovrapposizione. Interferenza. Onde stazionarie e risonanza. Onde acustiche. Effetto Doppler. CAMPO ELETTROSTATICO Carica elettrica, legge di Coulomb, conservazione della carica, campo elettrico, potenziale elettrostatico, dipolo elettrico, capacita elettrica, condensatori. Correnti elettriche, resistivita e resistenza, legge di Ohm, effetto Joule. ELETTROMAGNETISMO Forza magnetica, magneti naturali, effetti della forza magnetica su cariche elettriche in movimento e su circuiti, campo magnetico generato da cariche e correnti, dipoli magnetici, forza di Lorentz, moto di cariche in campi elettromagnetici stazionari. Induzione elettromagnetica: legge di Faraday, legge di Lenz. OTTICA Riflessione e rifrazione. Legge di Snell. Strumenti ottici, effetti ottici in atmosfera.

Course Syllabus

INTRODUCTORY CONCEPTS Physical quantities: meaning and definition. Representation and measurement of natural phenomena. Physical meanings of mathematical quantities: functions, infinitesimals and differentials, derivatives and integrals, graphical representations. Unit of measurement, dimensional analysis. Vectors and physical vector quantities. Scalar product and vector product KINEMATICS Rectilinear motion. Position and displacement. Average and instantaneous speed, acceleration. Smoothly accelerated motion. Motion in the plane and in space. Analysis of the motion of the serious. Circular motion: angular velocity and acceleration, centripetal acceleration. Harmonic motion. DYNAMICS The fundamental forces. Newton's principles. Pulse and momentum. Gravity force, weight force, motion of the planets, tidal forces. Elastic force and harmonic oscillator. Work of a force, kinetic energy, power. Conservative forces and Potential Energy. Conservation of mechanical energy. Constraint reactions, static and dynamic friction forces. Viscous forces and limit velocity. Moment of strength, balance, levers, pulleys and winches. Rigid bodies, density, center of gravity and moment of inertia. Elastic and inelastic collisions. FLUIDS Forces in fluids, pressure and viscosity, eq. of continuity, hydrostatic thrust, eq. of Bernouilli and its applications. Pressure loss: eq. from Poiseuille. Hydraulic press, centrifugal pumps. THERMODYNAMICS Temperature and heat. Temperature measurement. Thermal expansion. Calorimetry First and second principles of thermodynamics. Heat transmission, laws of perfect gases and kinetic theory of gases. First principle and internal energy. Thermodynamic transformations: isotherm, isobaric, isochoric, adiabatic. Eq. of real gases. Thermal machines and Carnot cycle, reversible and irreversible transformations. Second principle and entropy. WAVES Transverse and longitudinal waves. Wavelength and frequency. Propagation speed. Overlapping principle. Interference. Stationary waves and resonance. Acoustic waves. Doppler effect. ELECTROSTATIC FIELD Electric charge, Coulomb's law, charge conservation, electric field, electrostatic potential, electric dipole, electric capacity, capacitors. Electric currents, resistivity and resistance, Ohm's law, Joule effect. ELECTROMAGNETISM Magnetic force, natural magnets, effects of magnetic force on moving electrical charges and on circuits, magnetic field generated by charges and currents, magnetic dipoles, Lorentz force, motion of charges in stationary electromagnetic fields. Electromagnetic induction: Faraday's law, Lenz's law. OPTIC Reflection and refraction. Snell's law. Optical instruments, optical effects in the atmosphere.