FISICA GENERALE

Obiettivi formativi:

Questo insegnamento ha lo scopo di fornire gli elementi per una conoscenza di base dei fenomeni fisici mediante una scelta significativa di argomenti della fisica classica, tra cui meccanica del punto materiale, elettrostatica, correnti elettriche e circuiti, magnetismo ed elettromagnetismo.

Settori scientifico-disciplinari:

FIS/01-08.

Crediti:

Modulo:

Unico.

Durata:

Semestrale (secondo periodo), 64 ore (di lezione frontale).

Frequenza:

Non sono previsti obblighi di frequenza.

Docente:

Dott. Michele Veltri.

Programma:

01. La misura:
      01.01 Introduzione alla metodologia delle scienze fisiche.
      01.02 Grandezze fisiche.
      01.03 Il Sistema Internazionale di unità di misura.
      01.04 Campioni di tempo, lunghezza e massa.
      01.05 Strumenti ed errori di misura.

02. Il moto in una dimensione:
      02.01 Sistemi di riferimento.
      02.02 Punto materiale.
      02.03 Equazione oraria del moto.
      02.04 Traiettoria.
      02.05 Spostamento.
      02.06 Velocità.
      02.07 Accelerazione.
      02.08 Diagrammi spazio-tempo.
      02.09 Il problema delle condizioni iniziali.
      02.10 Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato.
      02.11 Moto dei corpi in caduta libera.

03. I vettori:
      03.01 Grandezze scalari e grandezze vettoriali.
      03.02 Proprietà dei vettori.
      03.03 Componenti di un vettore.
      03.04 Operazioni con i vettori.
      03.05 Proprietà di invarianza.
      03.06 Il vettore posizione.
      03.07 Il vettore spostamento.

04. Il moto in due e tre dimensioni:
      04.01 Velocità e accelerazione in un moto tridimensionale.
      04.02 Accelerazione centripeta e tangenziale.
      04.03 Il moto circolare.
      04.04 Velocità periferica e angolare.
      04.05 Accelerazione angolare.
      04.06 Composizione di moti uniformi: il moto dei proiettili.

05. I principi della dinamica:
      05.01 Il principio di inerzia.
      05.02 Il secondo principio della dinamica.
      05.03 Massa e peso.
      05.04 Il terzo principio della dinamica.
      05.05 Quantità di moto.
      05.06 Impulso.
      05.07 Conservazione della quantità di moto.

06. Applicazioni dei principi della dinamica:
      06.01 Risultante delle forze.
      06.02 Equilibrio.
      06.03 Reazioni vincolari.
      06.04 Tensione dei fili.
      06.05 Il piano inclinato.
      06.06 Le forze di attrito.
      06.07 Attrito statico e attrito dinamico.
      06.08 Attrito in un fluido viscoso.
      06.09 Il moto armonico semplice.
      06.10 Moto di un punto materiale sotto l'azione della forza elastica.
      06.11 Il pendolo semplice.
      06.12 Il moto armonico smorzato.
      06.13 Oscillazioni forzate.
      06.14 Risonanza.
      06.15 Sistemi di riferimento in moto relativo rispetto ad un altro.
      06.16 Trasformazioni di Galileo.
      06.17 Forze fittizie nei sistemi di riferimento non inerziali.
      06.18 Dinamica del moto circolare uniforme.

07. Lavoro ed energia:
      07.01 Lavoro.
      07.02 Potenza.
      07.03 Energia cinetica.
      07.04 Teorema dell'energia cinetica.
      07.05 Lavoro della forza elastica.
      07.06 Lavoro della forza peso.
      07.07 Lavoro della forza di attrito.
      07.08 Energia potenziale.
      07.09 Forze conservative e loro proprietà.
      07.10 Il principio di conservazione dell'energia.

08. La gravitazione universale:
      08.01 Le leggi di Keplero.
      08.02 La legge di gravitazione universale.
      08.03 L'esperimento di Cavendish per la determinazione di G.
      08.04 Il moto dei satelliti.
      08.05 Il campo gravitazionale.
      08.06 Forze centrali.
      08.07 Energia potenziale gravitazionale.
      08.08 Massa inerziale e massa gravitazionale.

09. La carica elettrica:
      09.01 La carica elettrica.
      09.02 Conduttori e isolanti.
      09.03 Induzione elettrostatica.
      09.04 La legge di Coulomb.
      09.05 Quantizzazione e conservazione della carica elettrica.

10. Il campo elettrostatico:
      10.01 Il campo elettrostatico.
      10.02 Linee di forza.
      10.03 Esempi di calcolo del campo elettrostatico: dipolo elettrico, anello sottile.
      10.04 Moto di una carica puntiforme in campo elettrostatico.
      10.05 Il potenziale elettrostatico.
      10.06 Energia potenziale elettrostatica.
      10.07 Il flusso del campo elettrostatico.
      10.08 La legge di Gauss e sue applicazioni.

11. Condensatori e dielettrici:
      11.01 Capacità.
      11.02 Condensatori (piano a facce parallele, cilindrico).
      11.03 Condensatori in serie e in parallelo.
      11.04 Energia immagazzinata nel campo elettrostatico.
      11.05 Condensatori con dielettrico.

12. Corrente e resistenza:
      12.01 Corrente elettrica.
      12.02 Densità di corrente.
      12.03 Condizione di stazionarietà.
      12.04 Modello classico della conduzione elettrica.
      12.05 Resistenza, resistività e conduttanza.
      12.06 La legge di Ohm per i conduttori metallici.
      12.07 Effetto Joule.
      12.08 Resistori in serie e parallelo.
      12.09 Forza elettromotrice.
      12.10 Resistenza interna del generatore.
      12.11 Circuiti elettrici in corrente continua.
      12.12 Leggi di Kirchhoff.
      12.13 Processi di carica e scarica nei circuiti RC.

13. Il campo magnetico:
      13.01 Il campo magnetico.
      13.02 La legge di Gauss per il campo magnetico.
      13.03 La forza di Lorentz.
      13.04 Particella in moto in un campo magnetico uniforme.
      13.05 Effetto Hall.
      13.06 Forza magnetica agente su di un filo percorso da corrente.
      13.07 Campi magnetici prodotti da una corrente.
      13.08 Campo magnetico di una carica in moto.
      13.09 Legge di Biot-Savart.
      13.10 Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente.
      13.11 La legge di Ampère.
      13.12 Campo magnetico generato da un solenoide.

14. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo:
      14.01 La legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica.
      14.02 La legge di Lenz.
      14.03 Induttanza.
      14.04 Transitori nei circuiti LR.
      14.05 Energia magnetica.
      14.06 Corrente di spostamento.
      14.07 La legge di Ampère-Maxwell.
      14.08 Le equazioni di Maxwell.

15. Correnti alternate:
      15.01 Le correnti alternate.
      15.02 Circuiti RLC.
      15.03 Impedenza.
      15.04 Potenza.
      15.05 Oscillazioni elettromagnetiche nei circuiti LC.
      15.06 Risonanza nei circuiti RLC.

16. Onde elettromagnetiche:
      16.01 Introduzione: onde piane.
      16.02 Onde elettromagnetiche.
      16.03 Propagazione delle onde elettromagnetiche.
      16.04 Energia di un'onda: il vettore di Poynting.

Testi di riferimento:

Per la teoria e gli esercizi:
- Mazzoldi, Nigro, Voci, "Elementi di Fisica", vol. Meccanica e vol. Elettromagnetismo, EdiSES, 2002.
- Halliday, Resnick, Walker, "Fondamenti di Fisica", Casa Editrice Ambrosiana, 2002.

Per approfondimenti sugli esercizi:
- Salandin, Pavan, "Problemi di Fisica", vol. 1 e 2, Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
- Bruno, D'Agostino, Santoro, "Esercizi di Fisica - Elettromagnetismo", Casa Editrice Ambrosiana, 2004.

Propedeuticità:

Analisi Matematica.

Modalità didattiche:

Lezioni frontali.

Modalità di accertamento:

Prova scritta e prova orale (prove d'esame).

Commissione d'esame:

Fino all'a.a. 2011/2012: Dott. Michele Veltri e Dott.ssa Catia Grimani (supplente: Prof. Flavio Vetrano).
Dall'a.a. 2012/2013: Dott. Michele Veltri e Dott.ssa Catia Grimani (supplente: Dott. Marco Ciarlatani).

Note:

La prova scritta viene valutata in trentesimi ed è ritenuta sufficiente se il relativo voto, che rimane valido per tutti gli appelli dell'a.a. in cui la prova viene sostenuta, è di almeno 15/30.
La prova orale può essere sostenuta solo previo superamento della prova scritta e viene valutata in trentesimi. Il voto finale è determinato dalla media pesata del voto della prova scritta e del voto della prova orale, con pesi 1/3 e 2/3 rispettivamente.
Durante la prova scritta è permessa la consultazione dei libri di testo e degli appunti.

Ultima modifica: 10/01/2013

Approvato da: Presidente CCdL