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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 097264 - FISICA I E FISICA IIA
  • 097263 - FISICA IIA
Docente Nisoli Mauro
Cfu 6.00 Tipo insegnamento Modulo Di Corso Strutturato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - MI (342) INGEGNERIA CIVILE*LZZZZ082546 - FISICA SPERIMENTALE
097915 - FONDAMENTI DI TERMODINAMICA ED ACUSTICA
097264 - FISICA I E FISICA IIA

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento di Fisica IIA ha lo scopo di: (i) introdurre lo studente allo studio ed all’applicazione del metodo sperimentale, che costituisce un fondamentale strumento di indagine non solo in Fisica, ma in ogni disciplina scientifica; (ii) insegnare gli elementi fondamentali dell'acustica e dell'elettrostatica, mostrando l’universalità delle leggi della Fisica e la loro applicazione nell’interpretazione dei fenomeni naturali; (iii) insegnare allo studente come esprimere in forma quantitativa, trattabile con adeguato formalismo matematico, le evidenze sperimentali di un fenomeno fisico.


Risultati di apprendimento attesi
  • Lo studente conosce le principali grandezze fisiche impiegate per rappresentare i fenomeni elementari negli ambiti dell'acustica e dell'elettrostatica, la loro definizione e le rispettive unità di misura nel Sistema Internazionale.
  • Lo studente conosce i principi fisici alla base dei fenomeni menzionati e mostra di aver compreso a fondo le leggi sperimentali che li descrivono ed i limiti di tali descrizioni.
  • Lo studente comprende i legami che sussistono tra le grandezze fisiche che descrivono un 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 dell'acustica e dell'elettrostatica, 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 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

Introduzione
Ripasso di calcolo vettoriale. Operatori gradiente, divergenza e rotore.

Onde meccaniche
Oscillazioni armoniche, oscillazioni smorzate e forzate, armoniche fondamentali e superiori. Propagazione per onde, equazione differenziale delle onde. Onde trasversali su una corda elastica tesa. Onde sonore (longitudinali), propagazione nei mezzi. Principio di sovrapposizione delle onde, interferenza, battimenti e onde stazionarie. Intensità delle onde.

Elettrostatica e Magnetostatica

Elettrostatica nel vuoto:
Carica elettrica, legge di Coulomb e campo elettrostatico. Campo generato da un distribuzione di cariche. Legge di Gauss. Potenziale elettrostatico, potenziale generato da una distribuzione di cariche. Proprietà del campo e del potenziale elettrostatico. Equazioni di Maxwell per il campo elettrostatico. Energia elettrostatica.
Elettrostatica dei mezzi conduttori:
Campo e potenziale di un conduttore, teorema di Coulomb. Schermo elettrostatico, effetto delle punte. Capacità dei conduttori, condensatori.
Elettrostatica dei mezzi dielettrici:
Dipolo elettrico. Fenomeni di polarizzazione, vettore polarizzazione e vettore D.
Correnti elettriche stazionarie:
Intensità e densità di corrente. Equazione di continuità. 
Legge di Ohm e resistenze elettriche. Effetto Joule. Forza elettromotrice.
Campo magnetostatico:
Forza di Lorentz e moto di particelle cariche in campi magnetici. Forze su circuiti percorsi da corrente, seconda legge di Laplace. Campo magnetico prodotto da correnti stazionarie, prima legge Laplace. Legge di Biot e Savart. Spire e teorema di equivalenze di Ampère. Legge della circuitazione di Ampère.  

 


Prerequisiti

L'insegnamento prevede l'uso dei concetti di base della trigonometria, del piano cartesiano e della geometria analitica, e richiede la conoscenza delle funzioni logaritmiche ed esponenziali.


Modalità di valutazione

Prove in itinere
Sono previste tre prove in itinere, non obbligatorie per lo studente. La prima prova in itinere, relativa al programma della parte di Meccanica (Fisica I, 5 crediti formativi universitari (CFU)), si svolge durante l'interruzione delle lezioni tra il primo e secondo semestre (gennaio-marzo). La seconda, relativa al programma della parte di Termodinamica (Fisica I, 3 CFU), si svolge durante l'interruzione delle lezioni per lo svolgimento delle prove in itinere del secondo semestre (aprile o maggio). La terza, relativa al programma di Fisica IIA (6 CFU), si svolge alla fine del secondo semestre, prima degli appelli estivi (giugno). Per partecipare alle prove in itinere è necessario che lo studente si iscriva utilizzando il sistema Servizi Online, pena l'esclusione.
Ciascuna prova consiste in esercizi comprendenti anche quesiti teorici relativi alla parte di programma a cui fanno riferimento.
Il voto finale è la media pesata sui CFU di ciascuna prova in itinere. La media pesata delle prime due prove equivale al risultato della parte di prova di appello relativa a Fisica I, il risultato della terza prova in itinere equivale a quello della parte di Fisica IIA.


Appelli
Vi sono tre sessioni d'esame, una estiva (con due appelli), una autunnale (con un appello) e una invernale (con due appelli). Per partecipare agli appelli è necessario che lo studente si iscriva utilizzando il sistema Servizi Online, pena l'esclusione. In ogni appello d'esame si svolgeranno due prove scritte in sequenza, una per Fisica I e una per Fisica IIA, della durata di un'ora e mezza ciascuna. Entrambi gli appelli consistono in esercizi comprendenti anche quesiti relativi alla
parte teorica del programma del corso. È possibile svolgere le due prove scritte nello stesso appello, oppure in appelli (o prove in itinere) diversi purché
collocati nello stesso anno accademico. Per superare l'esame è necessario che la media, pesata sui crediti, dei punteggi ottenuti nelle due prove sia maggiore o uguale a 18/30.
La partecipazione a un appello comporta l'annullamento del voto eventualmente ottenuto precedentemente nello stesso tipo di prova, sia quelle in itinere che quelle di appello.


Orale
Lo studente che in uno scritto ottiene un punteggio maggiore o uguale a 18/30 può sostenere a propria discrezione un esame orale facoltativo per perfezionare il voto. Se si vuole migliorare il voto di entrambe le prove scritte, lo studente deve sostenere due orali, uno con ciascuno dei docenti del corso. L'esame orale può anche essere richiesto direttamente da uno (o entrambi) i docenti del corso.


Iscrizioni
Per nessuna ragione saranno accettate iscrizioni alle prove in itinere e agli appelli oltre il termine fissato dalla Presidenza o dalla Segreteria didattica.


L'esame è volto ad accertare:
la comprensione dei principi fisici alla base dei fenomeni naturali negli ambiti delle Onde Meccaniche, 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.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaFocardi-Massa-Uguzzoni, Fisica Generale- Elettromagnetismo
Risorsa bibliografica facoltativaC. Mencuccini, V. Silvestrini, Fisica- elettromagnetismo e ottica, Editore: Casa Editrice Ambrosiana
Risorsa bibliografica facoltativaMazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica- Elettromagnetismo ed onde
Risorsa bibliografica facoltativaNisoli, Osellame, Stagira, Longhi, Fisica Generale, Problemi di Meccanica, Termodinamica, Elettricità e Magnetismo
Risorsa bibliografica facoltativaMatteo Cantoni, Fisica generale. Problemi di onde elastiche, Editore: Editore: Societ Editrice Esculapio - Bologna, ISBN: 9788874886937

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
36:00
58:30
Esercitazione
24:00
31:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 60:00 90:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
20/01/2020