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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 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), di 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 delle prove di esame è determinato tenendo conto sia della prova scritta che della prova orale.
Al fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare, sia per la parte scritta che per quella orale.
E’ attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte scritta, ma possegga competenze elementari nella parte teorica.
E’ attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte scritta e dimostri buone competenze nella parte teorica.
Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte scritta che in quella teorica può essere attribuita la lode
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 PARTICELLE
Leggi di Newton - Diagrammi di corpo libero –Forze di attrito – Dinamica del moto circolare uniforme – Lavoro - Energia cinetica - Teorema dell' energia cinetica – Potenza - Campi di forza conservativi - Energia potenziale – Sistemi conservativi unidimensionali - 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.
ELEMENTI DI MECCANICA DEI FLUIDI
Statica dei fluidi - Dinamica dei Fluidi
OSCILLAZIONI E ONDE
Oscillatore armonico semplice – Pendolo semplice - Energia dell’oscillatore armonico - Composizione di moti armonici – Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa – Oscillatore armonico forzato – Risonanza - Classificazione delle onde - Onde sinusoidali – Trasporto di energia e intensità delle onde – Interferenza – Onde stazionarie
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 – Significato microscopico dell’entropia.