Fisica Generale

Laurea in Ingegneria Gestionale
versione teledidattica

Fisica Generale

1. Docenza
Docente e Tutore: dr. BRUNO ZAMBON
Dipartimento di Fisica
Tel.: 050-844324
Fax: 050-844333
e-mail: zambon@df.unipi.it

2. Finalità ed obiettivi dell'insegnamento

Le finalità del corso sono:

introdurre gli allievi al linguaggio e alla metodologia delle scienze fisiche ed ingegneristiche.

fornire la capacità di analisi e modellizzazione di semplici situazioni fisiche con relativa valutazione o calcolo delle grandezze coinvolte.

Obiettivo del corso è portare lo studente a:

possedere una buona conoscenza delle leggi della Fisica Classica (Meccanica ed Elettromagnetismo) e delle costruzioni operative, sperimentali e teoriche, ad esse associate.
eseguire correttamente l'analisi delle forze in semplici sistemi meccanici.
Saper applicare ad un sistema fisico in modo appropriato le leggi di conservazione dell'energia, quantità di moto e momento angolare.
nel caso in cui non sia possibile calcolare direttamente le grandezze fisiche conoscere, in linea di principio, il procedimento necessario alla loro valutazione con mezzi di calcolo automatico. In altre parole avere compreso in cosa consiste su cosa si basa il processo di suddivisione degli intervalli temporali e dello spazio in elementi infinitesimi.
comprendere il concetto di campo e il suo uso per la descrizione dei fenomeni fisici.
conoscere e saper applicare il formalismo con cui si scrivono le equazioni di Maxwell per l'elettromagnetismo in forma integrale.

3. Pre-requisiti in ingresso e competenze minime in uscita

Pre requisiti (in ingresso)	Insegnamenti fornitori
Nozioni elementari di Fisica e possibilmente di laboratorio.	Fisica della Scuola media superiore
Possedere delle nozioni di geometria, trigonometria e algebra. Conoscere le successioni aritmetiche e geometriche e possedere le nozioni basilari del calcolo integrale.	Matematica della Scuola Media Superiore
Saper calcolare semplici integrali unidimensionali e multidimensionali con simmetria, p.es. tipo il volume della sfera. Saper risolvere semplici equazioni differenziali per quadratura o per sostituzione. Numeri complessi	Matematica

Competenze minime (in uscita)	Insegnamenti fruitori
Conoscere le leggi e le definizioni delle grandezze fisiche della Meccanica	Fondamenti di Meccanica Teorica ed Applicata, Tecnica delle costruzioni meccaniche, Energia e sistemi energetici.
Conoscere le leggi e le definizioni delle grandezze fisiche dell'Elettromagnetismo	Elettrotecnica ed Elettronica Energia e sistemi Energetici

4. Metodologia didattica

La metodologia didattica impiegata consiste in:

lezioni ed esercitazioni in aula;
homework con valore ai fini dell'esame
prove in itinere, con valore ai fini dell'esame

5. Programma, articolazione e carico didattico

Argomento	Ore Lez.	Ore Eserc.	Totale Ore di Car. Didattico
Grandezze Fisiche. Basi del metodo scientifico. Misure ed errori. Leggi fisiche. Sistemi di unita` di misura. Grandezze fondamentali e derivate. Analisi dimensionale. Scalari e vettori.	6	3	27
Descrizione del moto. Moto di un punto. Velocità e accelerazione. La traiettoria. Vettore velocità e accelerazione, accelerazione normale e tangenziale. Moto di un corpo rigido e vettore velocità angolare.	6	3	27
Interazione tra corpi. Concetto di forza e massa. Leggi della dinamica. Fenomenologia delle forze: forze gravitazionali, forze di contatto e forze elastiche.	6	3	27
Moto del punto materiale. Equazioni del moto e condizioni iniziali. Moto oscillatorio. Lavoro di una forza. Energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia. Momento di una forza e momento angolare. Conservazione del momento angolare.	6	3	27
Sistemi di corpi. Forze interne ed esterne. Quantità di moto e centro di massa. Forze impulsive ed urti. Momento angolare. Teoremi della somma del momento angolare e dell'energia cinetica. Equazioni cardinali. Rotazioni attorno ad un'asse fisso o in moto di traslazione. Energia cinetica di rotazione. Energia di configurazione di un sistema. Leggi di conservazione.	6	3	27
Elettrostatica. Generazione delle perturbazioni elettriche. Isolanti e conduttori. Induzione elettrica. Condensatori. Equazioni dell'elettrostatica. Campo di dipolo. Campo elettrico nei materiali isolanti e vettore di polarizzazione. Energia elettrostatica.	6	3	27
Circuiti elettrici. Conduttori e conducibilità elettrica. Forza elettromotrice. Legge di Ohm. Circuiti elettrici.	6	3	27
Magnetostatica. Forze tra magneti e correnti elettriche: principio di equivalenza di Ampere. Magnetismo nella materia. Forza di Lorentz	6	3	27
Campi variabili nel tempo. Legge di Faraday-Neumann. Induttori ed energia magnetica. Circuiti elettrici forzati sinusoidalmente. La corrente di spostamento e il sistema delle equazioni di Maxwell.	6	3	27
Onde elettromagnetiche. Meccanismo della generazione e propagazione. Onde piane. Flusso di energia e vettore di Poynting. Riflessione e rifrazione. Dispersione. Interferenza e diffrazione	6	3	27
Ottica. Ottica geometrica. Lenti e specchi. Microscopio e cannocchiale.	6	3	27
Totale	66	33	297

6. Materiale didattico

I testi base consigliati per il corso sono:

W.E.Gettys, F.J.Keller e M.J.Skove "Fisica Classica e Moderna", McGraw-Hill , Vol. I e II

Possono risultare utili anche i seguenti testi: R.Feynman "La Fisica di Feynman" Zanichelli R.Serway "Fisica per le Scienze e l'Ingegneria ", EdiSes S.Rosati "Fisica Generale I "e "Fisica Generale II " , Casa Editrice Ambrosiana

7. Modalità di verifica/esame

L'esame si svolge , di norma, come segue :

a) Prova scritta. Allo scopo della descrizione di quanto segue il corso è considerato diviso in due parti: Meccanica , ed Elettromagnetismo + Ottica. La prova scritta consiste nella soluzione numerica di un set di problemi di cui la meta` riguardano la prima parte e i rimanenti la seconda. Per ogni parte e` necessario svolgere almeno un numero minimo, di problemi . E` anche possibile sostenere la prova separatamente per Meccanica ed Elettromagnetismo +Ottica in due appelli diversi purché il tutto si concluda entro una unica sessione degli esami. Durante la prova scritta non è` consentito l` uso di alcun materiale didattico..
b) Prova Orale. Allo studente viene posto un problema dello stesso grado di difficoltà di quelli proposti nel compito scritto. Questo costituisce uno spunto per generalizzare ed estendere il problema in discussione e per accertare la conoscenza degli aspetti teorici delle disciplina.

Il mancato superamento della prova a) non permette la prosecuzione dell'esame. L'esito positivo della prova scritta vale solo per la sessione in cui è stata sostenuta

Il voto finale viene calcolato in base all'esito della prova scritta, prova orale e degli homework.