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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054215 - FISICA SPERIMENTALE I
Docente Dallera Claudia
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  1.0  CFU erogati con Didattica Innovativa come segue:
  • Blended Learning & Flipped Classroom

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (366) INGEGNERIA FISICA*AZZZZ054215 - FISICA SPERIMENTALE I

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento di Fondamenti di Fisica Sperimentale I 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 della Meccanica e della Termodinamica, 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 della Meccanica, della Termodinamica, dell’Elettrostatica e della Magnetostatica, 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 della Meccanica, della Termodinamica, 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 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.

DESCRITTORI DI DUBLINO che descrivono i risultati di apprendimento attesi per il corso

Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding)

Autonomia di giudizio (Making judgements)

Capacità di apprendimento (Learning skills)


Argomenti trattati

OBIETTIVO DEL CORSO

Scopo del corso è lo studio della meccanica elementare, con particolare attenzione ai concetti di forza e energia (dinamica del punto materiale, dei sistemi di particelle e del corpo rigido, cenni di meccanica dei fluidi) e  della termodinamica. Il corso verrà integrato da laboratori sperimentali al fine di acquisire un riscontro oggettivo dei temi trattati a lezione.

 

PROGRAMMA DELLE LEZIONI E DELLE ESERCITAZIONI

Grandezze fisiche e loro misura: dimensioni, unità di misura, Sistema Internazionale.

Cinematica del punto materiale: sistemi di riferimento; moto in una dimensione; caduta libera dei gravi; moti periodici moto armonico e moto circolare uniforme.

Dinamica del punto: i tre principi della dinamica. Interazioni fondamentali. Esempi: forza peso, reazioni vincolari, forze d’attrito, forze elastiche, forze centrali, forze inerziali.

Lavoro, potenza ed energia: lavoro; potenza; teorema dell’energia cinetica; forze conservative ed energia potenziale.

Moti oscillatori: oscillatore armonico libero, smorzato e forzato; risonanza.

Dinamica relativa: moto relativo, forze inerziali.

Sistemi di punti materiali: quantità di moto, forze impulsive e urti; momento angolare e momento della forza.

Gravitazione: moto dei pianeti e leggi di Keplero; legge della gravitazione di Newton; energia potenziale; discussione delle orbite.

Complementi di meccanica: Dinamica dei sistemi di particelle. Elementi di dinamica del corpo rigido. Stati della materia. Elasticità. Densità. Pressione. Elementi di meccanica dei fluidi.

Teoria cinetica dei gas: gas perfetti.

Termodinamica: Elementi di termologia. Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore, equivalenza Joule-caloria. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Ciclo di Carnot e macchine termiche. Secondo principio della termodinamica. Entropia.

 

ATTIVITA’ DI LABORATORIO

Sono previsti due laboratori sperimentali sui principali argomenti di meccanica e termodinamica. Durante questi laboratori gli studenti effettueranno gli esperimenti, con l'assistenza di un docente.
A completamento dell'attività di laboratorio verrà richiesta la compilazione di una scheda di sintesi dell'attività seguita.

La frequenza ai laboratori è obbligatoria.

 

 

 

 

 


Prerequisiti

E' richiesta la conoscenza della matematica elementare, (algebra, trigonometria, geometria piana, studio di funzioni semplici mediante rappresentazione grafica) e del calcolo differenziale insegnato nei corsi di analisi seguiti fino al momento del corso di fisica. Le necessarie nozioni di calcolo vettoriale saranno richiamate durante il corso.

 


Modalità di valutazione

- Oltre ai normali appelli, sono previste due prove in itinere, una durante la sospensione delle lezioni a metà del corso, una subito dopo la fine del corso.

- La prova di esame consiste in una prova scritta (sostituibile dalle prove in itinere, se effettuate con esito complessivamente positivo) eventualmente integrata da una prova orale. Nella valutazione complessiva si terrà conto dei risultati ottenuti nei laboratori sperimentali. Per le finestre di svolgimento di prove in itinere e appelli si faccia riferimento al calendario accademico di Facoltà.

 

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 e, su richiesta del docente o dello studente, in una prova orale facoltativa. La prova scritta è 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 e della Termodinamica, 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 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.

L’eventuale prova orale inizia dalla discussione della prova scritta e mira all’accertamento del grado di comprensione degli argomenti previsti dal programma completo dell’insegnamento. L’esito della prova orale facoltativa può essere sia migliorativo che peggiorativo rispetto all’esito della prova scritta.

Sono inoltre previste due prove in itinere scritte; l’accesso alla seconda prova in itinere è consentito solo se l’esito della prima prova é stato sufficiente. Tuttavia il giorno della seconda prova in itinere sarà possibile anche fare il compito sull'intero programma del corso. Il superamento di tale prova complessiva conclude l'esame.

L’esito complessivo delle prove viene determinato come media dei voti conseguiti nelle due prove, pesata sul numero di crediti corrispondenti agli argomenti oggetto di valutazione in ciascuna prova.

Qualora l’insieme delle due prove abbia valutazione sufficiente, lo studente ottiene l’esonero dai successivi appelli d’esame e la facoltà di registrare il voto così conseguito. Su richiesta del docente o dello studente, l’esito delle prove in itinere può essere integrato da una prova orale facoltativa secondo le modalità già indicate.

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

 


Bibliografia

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
52:00
98:00
Esercitazione
40:00
48:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
8:00
4:00
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 libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
21/01/2020