Ateneo - UPO

Il corso illustra gli elementi fondamentali della fisica classica, con particolare enfasi sulla meccanica e la termodinamica (nella prima parte) e sui fenomeni elettromagnetici e ottici (nella seconda parte).

Per la prima parte:
M. Mazzoldi, P. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica: Meccanica e Termodinamica” vol. 1 (EdiSES)
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, “Fondamenti di Fisica” (Zanichelli)
R. Wolfson, “Fisica” vol. 1 (Pearson)

Per la seconda parte:
R. Wolfson, “Fisica” vol. 2 (Pearson)

Sia per la prima che per la seconda parte saranno messe a disposizione su DIR le slides delle lezioni.

Conoscenza della cinematica e delle leggi di trasformazione dei sistemi di riferimento. Conoscenza delle leggi della dinamica newtoniana e delle leggi di conservazione applicate al punto materiale, a sistemi di punti ed ai corpi rigidi. Conoscenza delle proprietà fondamentali della interazione gravitazionale. Capacità di applicare tali conoscenze alla descrizione di sistemi fisici rilevanti ed alla risoluzione di problemi specifici.
Conoscenza dei principi della termodinamica, degli elementi essenziali della fisica dei fluidi e della fisica delle onde, oltre ad una capacità di apprendimento adeguata ad affrontare nuovi argomenti attraverso un impegno autonomo ed ad intraprendere lo studio avanzato dei vari settori della fisica.
Conoscenza dei principali fenomeni elettrici e magnetici e della teoria dell'elettromagnetismo. Comprensione concettuale e quantitativa dei seguenti argomenti: campo elettrico e campo magnetico, fenomeni elettromagnetici, natura della luce e fenomeni ottici.

Lo studente deve conseguire una certa padronanza degli argomenti trattati nel corso, che si manifesta sia attraverso l'esposizione analitica (dimostrazioni) e sintetica della materia, sia attraverso la capacità di affrontare e risolvere problemi numerici.

Nozioni di base di algebra, geometria, calcolo vettoriale e analisi matematica (derivate e integrali) di funzioni di una o più variabili.

Lezioni frontali in aula

Saranno messe a disposizione su DIR le slides delle lezioni.

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti-disabili-e-dsa
Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

Esame orale

Meccanica:
Grandezze fisiche, unità di misura, sistema internazionale (SI).
Cinematica del punto materiale.
Dinamica: sistemi inerziali, I II e III principio della dinamica. Lavoro, energia cinetica, energia potenziale. Leggi di conservazione.
Dinamica dei sistemi: centro di massa, I e II equazione cardinale del moto. Teoria dell'urto. Momenti d'inerzia. Dinamica del corpo rigido.
Gravitazione: Campo e potenziale gravitazionale. Leggi di Keplero.
Termodinamica
Sistema termodinamico: descrizione macroscopica e microscopica. Definizione di pressione in un fluido. Principio zero della termodinamica; dilatazione termica e misura della temperatura. Termometri e scale termometriche. Concetto di gas perfetto ed equazione di stato. Concetto di gas ideale e la teoria cinetica dei gas. Gas reali, legge di Van der Waals, diagrammi di stato. Calore, cambiamenti di stato, calore specifico e latente. Trasmissione del calore. Lavoro e trasformazioni termodinamiche.
I Principio della Termodinamica e sue applicazioni. I Principio e le trasformazioni di gas perfetti. Macchine termiche e frigorifere; ciclo di Carnot. Rendimento delle macchine termiche. Postulati di Kelvin e Clausius.
II Principio della Termodinamica. Trasformazioni reversibili ed irreversibili e principio di Carnot. Concetto di Entropia ed il II Principio della termodinamica. Entropia e probabilità.

Onde
Proprietà elastiche dei solidi. Propagazione di una perturbazione lungo una sbarra di materiale elastico. Corda vibrante. Equazione di d'Alembert delle onde. Principio di sovrapposizione. Onde trasversali e longitudinali. Onde sonore. Onde armoniche. Onde stazionarie. Velocità di gruppo. Effetto Doppler.

Fluidi
Definizione di fluido. Fluidi compressibili e incompressibili. Idrostatica. Legge di Pascal: pressa idraulica. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Idrodinamica dei fluidi ideali. Teorema di Bernoulli ed applicazioni. La portata di un condotto. Teorema di Torricelli. Elementi di idrodinamica dei fluidi reali. Regime laminare. Viscosità. Legge di Hagen-Poiseuille. Regime turbolento. Perdita di carico in un condotto. Numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido. Resistenza dei fluidi al moto di corpi immersi.

Fenomeni elettrici
Carica elettrica. Quantizzazione e conservazione della carica elettrica.
Conduttori, isolanti, semiconduttori.
Campo elettrico. Legge di Gauss per il campo elettrico e applicazioni. Forza di Coulomb. Potenziale elettrico e applicazioni.
Condensatori: capacità di un condensatore, energia elettrostatica di un condensatore.
Corrente elettrica. Resistenza e legge di Ohm.
Conduttività e resistività elettrica.
Energia e potenza elettrica. Circuiti elettrici e leggi di Kirchhoff. Misure di tensioni, correnti e resistenze.

Fenomeni magnetici
Campo magnetico. Forza magnetica (di Lorentz). Legge di Ampère e applicazioni.
Legge di Gauss per il campo magnetico. Moto di una particella carica in un campo magnetico. Forza tra fili percorsi da corrente.
Fenomeni elettromagnetici
Induzione elettromagnetica: legge di Faraday-Lenz. Autoinduzione e induttanza.
Circuiti in corrente alternata.
Equazioni di Maxwell.

Onde elettromagnetiche e ottica Caratteristiche generali, spettro e intensità di un’onda elettromagnetica. La luce. Propagazione in un mezzo e indice di rifrazione. Ottica geometrica.
Dispersione. Interferenza e diffrazione. Teoria della radiazione.

“Conoscenza e capacità di comprensione”: Acquisizione di conoscenze approfondite sui fenomeni della fisica, di conoscenza dei concetti e delle applicazioni delle leggi fondamentali della fisica classica (meccanica, termodinamica, ottica e elettromagnetismo), acquisizione di appropriato linguaggio scientifico.

“Conoscenza e capacità di comprensione applicate”: saper identificare i dati necessari per caratterizzare un fenomeno fisico; capacità d’interpretare i dati e comprendere gli ordini di grandezza, capacità di applicare i principi e le leggi fondamentali della fisica per risolvere problemi e descrivere i fenomeni naturali. Capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato.

“Autonomia di giudizio”: acquisizione di una consapevole autonomia di giudizio con riferimento alla valutazione e interpretazione dei fenomeni fisici e dei dati sperimentali, con particolare attenzione alla capacità di osservare, di descrivere e comparare i fenomeni della fisica, alla capacità di proporre generalizzazioni e alla capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite ai problemi proposti.

“Abilità comunicative”: perfezionamento del lessico disciplinare nell’ambito della fisica.

“Capacità di apprendimento”: acquisizione della capacità di acquisire, approfondire ed aggiornare in maniera autonoma, tramite lettura di testi scientifici. Capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato.