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FISICA SPERIMENTALE
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti una solida preparazione di base nella Fisica Classica, attraverso lo studio dei principi fondamentali della meccanica, dei fenomeni ondulatori, della meccanica dei fluidi e della termodinamica. Particolare attenzione è rivolta alla comprensione dei modelli fisici e alla loro applicazione nella risoluzione di problemi ingegneristici.
Con riferimento ai Descrittori di Dublino, al termine del corso lo studente sarà in grado di:
Conoscenza e comprensione: acquisire i concetti fondamentali della cinematica e dinamica del punto materiale e dei sistemi, delle oscillazioni, delle onde, dei fluidi e della termodinamica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione. applicare i modelli fisici e le leggi fondamentali per risolvere problemi di meccanica, fluidodinamica, propagazione ondosa e processi termodinamici.
Autonomia di giudizio. selezionare i modelli e i principi più adeguati per descrivere fenomeni fisici e valutare la validità delle approssimazioni adottate.
Abilità comunicative: comunicare in modo chiaro e rigoroso concetti, modelli e soluzioni di problemi fisici utilizzando un linguaggio tecnico appropriato.
Capacità di apprendimento: sviluppare autonomia nello studio della fisica e delle discipline scientifiche correlate, ponendo le basi per studi successivi di carattere tecnico-ingegneristico.
Prerequisiti
conoscenze di matematica di elementare (algebra, geometria, trigonometria, geometria analitica)
Metodi didattici
lezioni frontali ed esercitazioni
Verifica Apprendimento
L’esame consiste in due prove, una scritta e una orale.
La prova scritta, della durata di due ore, ha lo scopo di accertare la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite durante il corso alla risoluzione di semplici problemi di meccanica, termodinamica e fenomeni ondulatori nei mezzi elastici. Il superamento della prova scritta consente l’accesso alla prova orale.
La prova orale è volta ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso (meccanica, termodinamica e fenomeni ondulatori nei mezzi elastici), a valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e le abilità comunicative. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta, in domande e/o esercizi sui contenuti del corso.
Il voto finale è determinato sulla base della valutazione congiunta della prova scritta e della prova orale, secondo i seguenti criteri, in linea con i descrittori AVA 3:
30 - 30 e lode Eccellente
Lo studente:
- dimostra una conoscenza completa e dettagliata della materia: conosce i contenuti rilevanti, utilizza una terminologia corretta, individua e spiega i principali concetti, integra approfondimenti personali nella propria sintesi;
- evidenzia una comprensione eccellente della materia: distingue chiaramente tra le idee principali e quelle di sopporto, sa inquadrare i punti chiave, rinforza gli argomenti con riferimenti al materiale integrativo o ad approfondimenti individuali, sviluppa collegamenti interdisciplinari;
- manifesta capacità ben consolidate di applicare le conoscenze e di analizzare i risultati;
- espone la materia in modo chiaro e strutturato: il suo discorso è organizzato, logico, maturo e conciso.
28 - 29 Ottimo
Lo studente:
- dimostra una conoscenza approfondita della materia: conosce i contenuti rilevanti, utilizza una terminologia corretta, individua e spiega la maggior parte dei principali concetti;
- evidenzia una solida comprensione della materia: inquadra la maggior parte dei punti chiave benché non sempre distingua bene gli argomenti principali da quelli meno importanti, discute gli argomenti con riferimenti al materiale integrativo o ad approfondimenti individuali;
- manifesta ottime capacità di applicare le conoscenze e di analizzare i risultati;
- espone la materia in modo chiaro e articolato: il suo discorso è organizzato, logico, maturo ed essenziale, pur ammettendo qualche imprecisione.
25 - 27 Buono
Lo studente:
- dimostra un’ampia conoscenza della materia: conosce, anche se non spiega completamente, i contenuti rilevanti; utilizza la terminologia, ma non sempre in modo preciso; individua i concetti chiave, ma non riesce a spiegarli completamente o con precisione.
- evidenzia una comprensione adeguata della materia: distingue i punti chiave importanti, ma non riesce a inquadrarli completamente;
- manifesta buone capacità di applicare le conoscenze;
- espone in modo chiaro, ma non sempre completo, con un’organizzazione schematica e pensieri talvolta frammentati e ripetitivi.
22 - 24 Discreto
Lo studente:
- dimostra un’accettabile conoscenza della materia: conosce la maggioranza dei contenuti ma manifesta lacune, mostra una certa confusione in alcuni concetti importanti anche se non essenziali;
- evidenzia una comprensione essenziale della materia: non riesce sempre a inquadrare tutti i suoi argomenti o talvolta lo fa con imprecisione;
- manifesta discrete capacità di applicare i concetti fondamentali della materia;
- espone in modo corretto, ma senza una struttura del tutto chiara e coerente, inserendo in alcuni punti dello sviluppo materiale poco rilevante.
18 - 21 Sufficiente
Lo studente:
- dimostra una limitata conoscenza della materia: conosce i contenuti più rilevanti ma manifesta numerose lacune, individua una buona parte dei concetti chiave ma non riesce a illustrarli con completezza e precisione;
- dimostra una comprensione basica della materia: ha qualche difficoltà a distinguere i punti chiave e non sempre riesce a inquadrarli compitamente per incompletezza o imprecisione;
- manifesta incertezze nell’applicare i concetti fondamentali della materia; espone in modo poco chiaro e confuso, usa la lingua in modo poco organizzato, con pensieri frammentati e ripetitivi, non sempre utilizza la terminologia con precisione.
Insufficiente
Lo studente:
- dimostra una conoscenza scarsa e frammentaria della materia: non conosce i contenuti essenziali, manifestando estese lacune, e non individua i concetti chiave;
- manifesta gravi errori di comprensione, non risponde a numerose domande o non risolve numerosi problemi; manifesta errori nell’applicare i concetti fondamentali della materia;
- non raggiunge un livello accettabile di articolazione del pensiero relativo alla materia.
Testi
- P.Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica: Meccanica e Termodinamica, Edises, III edizione;
- P.Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica: Onde, Edises, III edizione
- F.Ciccacci, A.Fasana, L.Quartapelle, Fisica 1: problemi d’esame svolti Progetto Leonardo, Bologna
Contenuti
CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE
Richiami sui vettori - Moto in una dimensione - Velocità media e istantanea – Accelerazione media e istantanea - Moto con accelerazione costante – Moto in due e tre dimensioni – Moto circolare: accelerazione centripeta e accelerazione tangenziale - Moto armonico e moto circolare uniforme
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE E DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI
Leggi di Newton – Quantità di moto – Impulso - Diagrammi di corpo libero – Forza peso -Forza di attrito – Forza elastica - Oscillatore armonico semplice – Energia dell’oscillatore armonico - Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa – Oscillatore armonico forzato – Pendolo semplice - Lavoro – Potenza - Energia cinetica - Teorema dell' energia cinetica – Forze conservative - Energia potenziale – Conservazione dell'energia meccanica - Forze non conservative e variazione dell’energia meccanica – Sistemi di particelle - Centro di massa - Quantità di moto – Teorema del moto del centro di massa - Conservazione della quantità di moto – Momento della forza – Momento angolare – Teorema del momento angolare - Conservazione del momento angolare – Urti in una dimensione – Cinematica rotazionale –Energia cinetica di rotazione e momento di inerzia - Dinamica rotazionale del corpo rigido.
ONDE MECCANICHE
Classificazione delle onde - Onde sinusoidali –Principio di sovrapposizione - Interferenza – Onde stazionarie e risonanza
ELEMENTI DI MECCANICA DEI FLUIDI
Statica dei fluidi - Dinamica dei fluidi
TERMODINAMICA
Sistemi e stati termodinamici - Temperatura ed equilibrio termico – Calore - Capacità termica e calore specifico - Trasformazioni reversibili e irreversibili - Primo Principio della Termodinamica – Trasmissione del calore - Leggi dei gas ideali - Calori specifici dei gas ideali - Teoria cinetica dei gas -Macchine termiche - Ciclo di Carnot - Macchine frigorifere - Secondo Principio - Teorema di Carnot – La funzione di stato Entropia - Entropia del gas ideale - Esempi di calcolo di variazioni di entropia
Altre informazioni
Classe Microsoft Teams
Fisica Generale 1 -AA 25-26
CODICE: bgqz5c3