Course Syllabus
Obiettivi
La Fisica è la scienza che si occupa di descrivere in termini matematici i fenomeni naturali. Il corso fornisce un'introduzione agli argomenti principali della Fisica classica, con particolare attenzione all'applicazione del metodo scientifico, all’interpretazione di fenomeni naturali, alla comprensione del principio di funzionamento di strumenti della vita quotidiana, utilizzando un formalismo matematico adeguato.
Contenuti sintetici
- Meccanica
- Gravitazione
- Fluidodinamica
- Termodinamica
- Elettrostatica ed Elettromagnetismo
- Ottica
Programma esteso
● Parte 1: Meccanica. Sistemi di coordinate e vettori. Moto in una e più dimensioni. Moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, parabolico, armonico. Le leggi di Newton. Energia cinetica, energia potenziale, principio di conservazione. Forze conservative e non. Gli urti. Centro di massa. Corpo rigido. Momento lineare. Moti relativi, le trasformazioni di Galileo. Oscillatore armonico. Pendolo semplice.
● Parte 2: Gravitazione. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione universale. Campo gravitazionale. Legge di Gauss. Velocità di fuga.
● Parte 3: Fluidodinamica. Fluidi, densità e pressione. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Forza di Archimede. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli.
● Parte 4: Termodinamica. Temperatura e calore. Unità di misura della temperatura. Calore specifico, calore latente. Energia interna. Principio zero. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Trasmissione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento). Dilatazione termica. Legge dei gas perfetti. Equazione di Van der Waals. Teoria cinetica dei gas.
● Parte 5: Elettrostatica ed Elettromagnetismo. Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Legge di Gauss. Potenziale. Conduttori. Condensatori. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Legge delle maglie, legge dei nodi. Circuito RC. Campo magnetico. Campo magnetico terrestre. Forza di Lorentz. Legge di Biot-Savart. Legge di Ampère. Il solenoide.
● Parte 5: Ottica. Riflessione e rifrazione della luce. La visione umana. Le immagini. L’arcobaleno. I miraggi. Specchi piani. Specchi concavi. Specchi convessi.
Prerequisiti
Le nozioni acquisite nel corso di Analisi Matematica fra cui derivate ed integrali. All’inizio del corso verrà fornita una sintesi/ripasso delle conoscenze matematiche, algebriche e trigonometriche necessarie per affrontare il corso.
Modalità didattica
Lezioni frontali (6 CFU / 48 ore)
Esercitazioni (2 CFU / 20 ore)
Le slides di ogni singola lezione saranno messe a disposizione sulla pagina e-learning.
Materiale didattico
I testi consigliati sono:
*Halliday Fondamenti di Fisica 7ed (vol. Meccanica e Elettromagnetismo), Casa Editrice Ambrosiana - Zanichelli.
*M.P. Giordani, G. Giugliarelli, Problemi di Fisica 1 - Meccanica e Termodinamica Casa Editrice Ambrosiana – Zanichelli
*Villa, Uguzzoni, Sioli, Esercizi di fisica - Termodinamica, fluidi, onde e relatività Casa Editrice Ambrosiana
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo anno, primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L'esame consisterà in una prova scritta ed una prova orale facoltativa. La prova scritta includerà alcuni problemi da svolgere (quesiti che richiedono l’analisi di un fenomeno complesso e la sua razionalizzazione tramite la composizione di uno o più principi appresi al corso) ed alcune domande di carattere teorico sugli argomenti trattati durante il corso.
Sono previsti 5 appelli: Gennaio, Febbraio, Giugno, Luglio e Settembre.
Le prove scritte superate con almeno 18/30 di valutazione sono ritenute valide ai fini del conseguimento dei crediti del corso. Gli studenti possono, se lo desiderano, effettuare anche una prova orale, alla quale possono accedere tutti gli studenti che hanno ottenuto un voto di 15/30 o superiore nella prova scritta. La valutazione 30 e lode è raggiungibile solo con la prova orale (il massimo voto accessibile con la sola prova scritta è 30/30). Se ritenuto necessario ai fini della valutazione, lo svolgimento della prova orale può anche essere richiesto dal docente.
Orario di ricevimento
Sempre, previo appuntamento via email
Sustainable Development Goals
Aims
Physics is the science that deals with describing natural phenomena with mathematics. The course provides an introduction to the main topics of classical physics, with particular attention to the application of the scientific method, the interpretation of natural phenomena, the understanding of the physical principles underlying the devices used in the daily life, using the appropriate mathematical formalism.
Contents
- Mechanics
- Gravitation
- Fluid dynamics
- Thermodynamics
- Electrostatics and Electromagnetism
- Optics
Detailed program
• Part 1: Mechanics. Coordinate systems and vectors. The cinematics of the point in one and more dimensions. Uniform rectilinear motion, uniformly accelerated, parabolic, harmonic. Newton's laws. Kinetic energy, potential energy, conservation principle. Conservative forces and not-conservative ones. Center of mass. Rigid body. Linear moment. Relative motions, Galileo’s transformations. The harmonic oscillator. The pendolum.
• Part 2: Gravitation. Kepler's laws. Newton's law of universal gravitation. Gravitational field. Gauss's law. Escape speed.
• Part 3: Fluid Dynamics. Fluids, density and pressure. Stevino's law. Pascal's principle. Archimede’s principle. Continuity equation. Bernoulli’s equation.
• Part 4: Thermodynamics. Temperature and heat. Temperature measurement scales. Specific heat, latent heat. Internal energy. Zero principle. First law of thermodynamics. Thermodynamic transformations. Heat transmission (conduction, convection, radiation). Ideal gas law. Kinetic theory of gases. Van der Waals’ equation.
• Part 5: Electrostatics and Electromagnetism. Electric charge. Coulomb's law. Electric field. Gauss's law. Potential. Conductors. Capacitors. Electric current. Ohm's law. First and second Kirchhoff’s law for the circuits. RC circuit. Magnetic field. Earth’s magnetic field. Lorentz force. Biot-Savart law. Ampère's law. The solenoid.
• Part 6: Optics. Reflection and refraction of light. The human vision. The images. The rainbow. Mirages. Flat mirrors. Concave mirrors. Convex mirrors.
Prerequisites
The notions acquired in the course of Mathematical Analysis including derivatives and integrals. At the beginning of the course, a summary/review of the mathematical, algebraic and trigonometric knowledge necessary to face the course will be provided.
Teaching form
Frontal lessons (6 CFU / 48 hours)
Exercises (2 CFU / 20 hours)
The slides of each single lesson will be made available on the e-learning page.
Textbook and teaching resource
The main recommended texts are:
*Halliday Fondamenti di Fisica 7ed (vol. Meccanica e Elettromagnetismo), Casa Editrice Ambrosiana - Zanichelli.
*M.P. Giordani, G. Giugliarelli, Problemi di Fisica 1 - Meccanica e Termodinamica Casa Editrice Ambrosiana – Zanichelli
*Villa, Uguzzoni, Sioli, Esercizi di fisica - Termodinamica, fluidi, onde e relatività Casa Editrice Ambrosiana
Semester
Second year, first semester
Assessment method
The exam will consist of a written test and an optional oral test. The written test will include some problems to be solved (questions that require the analysis of a complex phenomenon and its rationalization through the composition of one or more principles learned in the course) and some theoretical questions on the topics covered during the course.
There are 5 exam sessions: January, February, June, July and September.
The written tests passed with at least 18/30 of evaluation are considered valid for the purpose of obtaining the course credits. Students can, if they wish, also take an oral test, which can be accessed by all students who have obtained a mark of 15/30 or higher in the written test. The 30 “cum laude”/30 evaluation can only be reached with the oral exam (the maximum mark accessible with the written exam alone is 30/30). If deemed necessary for assessment purposes, the oral exam may also be requested by the teacher.
Office hours
Always, after fixing an appointment by email
