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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 051107 - FISICA SPERIMENTALE
Docente Marangoni Marco Andrea
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - LC (367) INGEGNERIA DELLA PRODUZIONE INDUSTRIALE*AZZZZ051107 - FISICA SPERIMENTALE

Obiettivi dell'insegnamento

Gli obiettivi del corso sono:

    1. Comprensione dei principi fisici e ingegneristici di base
    2. Introduzione allo studio ed all'applicazione del metodo sperimentale, che costituisce un fondamentale strumento di indagine non solo in Fisica, ma in ogni disciplina scientifica
    3. Apprendimento degli elementi fondamentali di Meccanica, Elettricità e Magnetismo, mostrando l'universalità delle leggi della Fisica e la loro applicazione nell'interpretazione dei fenomeni naturali.
    4. Capacità di esprimere in forma quantitativa, trattabile con adeguato formalismo matematico, le evidenze sperimentali di un fenomeno fisico.

Risultati di apprendimento attesi
    • I risultati di apprendimento attesi sono:
      • Lo studente possiede i concetti di statica, dinamica, cinematica, lavoro ed energia applicati al punto materiale
      • Lo studente possiede i concetti di campo ed interazione in elettrostatica e magnetostatica
      • Lo studente comprende a fondo e sa applicare le leggi sperimentali che descrivono i concetti di cui sopra
      • Lo studente comprende i legami che sussistono tra le grandezze fisiche che descrivono un dato fenomeno naturale e sa rappresentarli mediante formalismo matematico.

       

    • Lo studente è capace di applicare le conoscenze di base sopra descritte per:

      • determinare le grandezze fisiche pertinenti alla descrizione di un fenomeno fisico negli ambiti della Meccanica, dell’Elettrostatica e della Magnetostatica, ponendo attenzione al loro carattere scalare o vettoriale, alle dimensioni fisiche e alle relative unità di misura;
      • identificare le leggi fisiche adeguate alla descrizione quantitativa di un dato fenomeno, ponendo attenzione ai limiti di validità del modello utilizzato;
      • determinare l’evoluzione del fenomeno fisico su scala spaziale e/o temporale risolvendo le equazioni che lo governano ed analizzando criticamente i risultati ottenuti in relazione al loro significato fisico.

 


Argomenti trattati

1. - INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLA FISICA

1.1. Il metodo sperimentale

1.2. Grandezze fisiche e loro misurazione

 

2. - CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE

2.1. Sistemi di riferimento

2.2. Vettori posizione, velocità ed accelerazione

2.3. Leggi di trasformazione per sistemi di riferimento in moto relativo

2.4. Esempi di studio del moto di un punto materiale

 

3. - DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE

3.1. Principi della dinamica newtoniana

3.2. Forze e reazioni vincolari

3.3. Esempi di applicazione delle leggi della dinamica

 

4. - LAVORO ED ENERGIA

4.1. Lavoro, potenza ed energia cinetica

4.2. Energia potenziale e forze conservative

4.3. Conservazione dell'energia meccanica

 

5. - MOTI OSCILLATORI

5.1. Oscillatore armonico e moto del pendolo

5.2. Oscillazioni smorzate, forzate e risonanza

 

6. - SISTEMI DI PARTICELLE

6.1. Moto del centro di massa

6.2. Leggi di conservazione

6.3. Urti elastici e anelastici

 

7. - GRAVITAZIONE

7.1. Leggi di Keplero

7.2. Legge della gravitazione universale di Newton

7.3. Energia potenziale gravitazionale

 

8. - ELETTRICITA'

8.1. Fenomenologia elettrostatica

8.2. Campo elettrostatico e teorema di Gauss

8.3. Legge di Coulomb

8.4. Potenziale elettrostatico

 

9. - CONDUTTORI

9.1. Campo elettrico e potenziale nei conduttori

9.2. Capacità e condensatori

9.3. Energia elettrostatica

 

10. - DIELETTRICI

10.1. Polarizzazione

10.2. Campo elettrico nei dielettrici

11. - CORRENTI STAZIONARIE

11.1. Intensità di corrente

11.2. Resistenza elettrica

11.3. Legge di Ohm

11.4. Generatori di forza elettromotrice

 

12. - MAGNETISMO

12.1. Fenomenologia magnetica

12.2. Forza di Lorentz

12.3. Campo magnetico e sue sorgenti

12.4. Legge di Ampère

12.5. Energia magnetostatica

12.6. Fenomenologia dei materiali magnetici


Prerequisiti

L’insegnamento fa uso del formalismo matematico sviluppato nell’insegnamento di Analisi e Geometria 1.


Modalità di valutazione

La verifica della preparazione avviene mediante esame che potrà essere sostenuto in uno degli appelli stabiliti dal calendario di Scuola. L'esame consiste in una prova scritta selettiva: se non viene superata lo studente non supera l’esame.

La prova scritta consiste nella soluzione di quattro quesiti, che possono avere sia carattere numerico che teorico, volti ad accertare:

  • la comprensione dei principi fisici alla base dei fenomeni naturali negli ambiti della Meccanica, dell’Elettrostatica e della Magnetostatica; la comprensione delle leggi sperimentali che li descrivono e dei limiti di tali descrizioni;
  • la capacità nel determinare le grandezze fisiche pertinenti alla descrizione di un fenomeno fisico negli ambiti menzionati, nel ricavare le relazioni tra di esse e nel porre attenzione all’analisi dimensionale delle relazioni ottenute, alla natura scalare o vettoriale delle grandezze coinvolte ed ai limiti di validità del modello utilizzato;
  • la capacità nel determinare l’evoluzione del fenomeno su scala spaziale e/o temporale risolvendo le equazioni che lo governano ed analizzando criticamente i risultati ottenuti in relazione al loro significato fisico;
  • la capacità di ragionamento critico di fronte ad un problema di carattere fisico e la capacità di organizzarne la soluzione in modo lineare, logico ed efficace. 

Sono inoltre previste due prove in itinere scritte, la prima sugli argomenti di Meccanica, la seconda sugli argomenti di Elettrostatica e Magnetostatica, quest'ultima fissata contestualmente al primo appello utile dell'a.a. Qualora l’insieme delle due prove abbia valutazione media sufficiente, lo studente ottiene l’esonero dai successivi appelli d’esame e la facoltà di registrare il voto così conseguito. Per chi NON ha superato la prima prova in itinere o per chi ha rifiutato il voto di detta prova, è consentito sostenere l'esame sull'intero programma in occasione del primo appello utile dell'a.a.

Nel caso di rifiuto del voto conseguito nelle prove in itinere oppure di non raggiungimento di un voto medio sufficiente, lo studente dovrà sostenere l’esame in uno dei successivi appelli ordinari. In tal caso gli esiti delle prove in itinere precedentemente sostenute non saranno in alcun modo considerati ai fini della valutazione dello studente.

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaGettys W. Edward Keller Frederick J. Skove Malcolm J., Fisica (1) - Meccanica, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2011, ISBN: 8838663408
Risorsa bibliografica facoltativaGettys W. Edward Keller Frederick J. Skove Malcolm J., Fisica (2) - Elettromagnetismo, onde, ottica, Editore: McGraw-Hill, ISBN: 8838663505
Risorsa bibliografica obbligatoriaMazzoldi Paolo, Nigro Massimo, Voci Cesare, Elementi di fisica. Meccanica, termodinamica, Editore: Edises, Anno edizione: 2007, ISBN: 8879594184
Risorsa bibliografica facoltativaMazzoldi Paolo, Nigro Massimo, Voci Cesare, Elementi di Fisica / Elettromagnetismo e onde, Editore: Edises, Anno edizione: 2008, ISBN: 8879594788
Risorsa bibliografica facoltativaM. Nisoli, R. Osellame, S. Stagira, S. Longhi;, FISICA, Editore: Esculapio, Anno edizione: 2010, ISBN: 9788874882250
Note:

Eserciziario

Risorsa bibliografica facoltativaDavidson R., Metodi matematici per un corso introduttivo di fisica, Editore: Edises, Anno edizione: 1998, ISBN: 8879591363
Note:

Ausilio per chi ha difficoltà sulla parte matematica


Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
60:00
90:00
Esercitazione
40:00
60:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
20/09/2020