Conoscenze di base del calcolo differenziale ed integrale e nozioni di trigonometria. Gli aspetti salienti di questi argomenti verranno comunque richiamati durante il corso, ai fini del corretto utilizzo dello strumento matematico nello studio dei fenomeni fisici.

I principali contenuti del Corso sono riassunti nel seguito:

- Introduzione allo studio della Fisica. Grandezze scalari e grandezze vettoriali.

- Cinematica del punto materiale. Moti piani. Moti curvilinei.

- Dinamica del punto materiale. Principi della dinamica. Forze di attrito.

- Energia e lavoro. Forze conservative e criteri di conservatività. Principio di conservazione dell'energia meccanica.

- Quantità di moto. Leggi di conservazione di quantità di moto e momento angolare. Urti. Urti elastici ed anelatici.

- Dinamica dei sistemi. Equazioni cardinali.

- Corpo rigido, momento di inerzia. Moto del corpo rigido.

- Elettrostatica, campo elettrico e potenziale elettrostatico. Conduttori.

- Capacità e dielettrici. Corrente e resistenza. Circuiti in corrente continua.

- Campi magnetici. Sorgenti di campo magnetico.

- Induzione elettromagnetica. Induttanza.

- Equazioni di Maxwell.

Il corso ha l’obiettivo di fornire competenze adeguate sulla Fisica di base sviluppando gli argomenti fondamentali della meccanica classica e dell'elettromagnetismo.

Conoscenze e comprensione: raggiungere nel percorso di apprendimento un' adeguata conoscenza degli argomenti del corso e comprensione dei fenomeni fisici, con la consapevolezza della rilevanza del metodo sperimentale nella scienza.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione: raggiungere sufficiente autonomia di risoluzione dei problemi attraverso l’applicazione delle leggi che governano i fenomeni fisici e mediante il corretto utilizzo di adeguati strumenti matematici.

Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di valutare in modo indipendente e critico le conoscenze scientifiche acquisite, e di raccogliere, interpretare e riflettere sui dati, dimostrando un approccio scientifico, critico e autocritico nella valutazione dei diversi problemi per la loro corretta risoluzione, nonché la capacità critica di confrontare e di scegliere il metodo di analisi migliore da seguire nei diversi contesti.

Abilità comunicative: sviluppare la capacità di comunicare ed esporre i problemi scientifici con precisione, proprietà di linguaggio ed il necessario rigore scientifico.

Capacità di apprendimento: sviluppare la capacità di apprendere in modo autonomo e continuativo, di gestire il processo di apprendimento, di sviluppare le proprie conoscenze e abilità scientifiche acquisite durante il corso, e di adattarsi a nuovi contesti di apprendimento in cui si svolgono i fenomeni fisici.

Lezioni frontali teoriche supportate da molteplici ed adeguate esercitazioni e coadiuvate da proiezioni di piccoli esperimenti.

Le lezioni saranno caratterizzate da un costante confronto diretto con gli studenti atto a fornire e ricevere feedback costruttivi per l’ottimizzazione del loro processo di apprendimento.

L'esame consiste in una prova scritta ed una prova orale.

La prova scritta ha lo scopo di valutare la capacità di applicare le conoscenze teoriche per risolvere correttamente alcuni esercizi sui vari argomenti del corso. La prova orale sarà rivolta alla valutazione sia della capacità di esprimersi con proprietà di linguaggio nell'esposizione degli argomenti trattati, che del livello di comprensione dei fenomeni fisici studiati.

MECCANICA:

Introduzione allo studio della Fisica

Grandezze fisiche, sistemi di unità di misura e unità fondamentali, ordini di grandezza. Vettori e operazioni tra vettori, somma, differenza, prodotto scalare e vettoriale.

Cinematica e dinamica del punto materiale

Equazione del moto, velocità, accelerazione, moto rettilineo, moto curvilineo, componenti dell'accelerazione, moto circolare; moti relativi. Il principio d'inerzia, prima legge di Newton. La forza e la sua misura, seconda e terza legge di Newton. Forza peso. Forze di attrito. Oscillatore armonico. Quantità di moto e impulso, momento di una forza e momento angolare. Lavoro di una forza. Potenza. Energia cinetica. Forze conservative, energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Conservazione della quantità di moto. Urto completamente anelastico, urto elastico, urto anelastico.

Corpo rigido

Momento angolare di un sistema di punti. Sistema di riferimento del centro di massa. Energia di un sistema di particelle, teorema di König. Corpo rigido. Centro di massa di un corpo continuo. Rotazioni attorno ad un asse fisso. Momento di inerzia e sua determinazione, teorema di Huygens-Steiner. Equazioni del moto di un corpo rigido. Energia cinetica di rotazione.

 

FENOMENI ELETTRICI E MAGNETICI

Elettrostatica

Cariche elettriche e proprietà, conduttori e isolanti, legge di Coulomb, campo elettrostatico, linee di forza del campo elettrostatico. Flusso del campo elettrico e legge di Gauss. Calcolo del campo elettrico generato da distribuzioni di carica con particolare simmetria.

Lavoro della forza elettrica, potenziale. Calcolo del potenziale elettrostatico, energia potenziale elettrostatica, il campo elettrostatico come gradiente del potenziale, superfici equipotenziali.

Definizione di capacità. Calcolo della capacità. Capacità di sistemi di condensatori. Effetti della presenza di strati dielettrici sulla capacità.

Corrente elettrica e circuiti elettrici

Concetto di corrente. La legge di Ohm, resistenza elettrica ed effetto Joule. Resistori in serie ed in parallelo. Forza elettromotrice. Leggi di Kirchhoff. Circuiti RC.

Campi magnetici

Concetto di campo magnetico. Forza e momento meccanico su un circuito percorso da corrente in un campo magnetico. Moto di una carica in un campo magnetico e forza di Lorentz. Sorgenti dei campi magnetici. Legge di Biot Savart, legge di Ampere, flusso del campo magnetico e legge di Gauss per il campo magnetico. Corrente di spostamento e legge di Ampere generalizzata. Induzione e legge di Faraday. Le equazioni di Maxwell.

 

- Serway-Jewett, Fisica per Scienze e Ingegneria - Volumi I e II, EdiSES - Napoli

- Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica I (Meccanica e Termodinamica), EdiSES - Napoli

- Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica II (Elettromagnetismo e ottica), EdiSES - Napoli

- D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, FISICA 1,Casa Editrice Ambrosiana - Milano

- D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, FISICA 2,Casa Editrice Ambrosiana - Milano

- S. Focardi, I. Massa, A.Uguzzoni, Fisica Generale Meccanica e Termodinamica,Casa Editrice Ambrosiana - Milano

- S. Focardi, I. Massa, A.Uguzzoni, Fisica Generale Elettromagnetismo,Casa Editrice Ambrosiana - Milano

- Appunti del corso