Insegnamento FISICA GENERALE

Nome del corso di laurea Ingegneria edile-architettura
Codice insegnamento GP004886
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Sara Palmerini
CFU 8
Regolamento Coorte 2018
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Periodo Secondo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

FISICA I

Codice GP004892
CFU 5
Docente responsabile Sara Palmerini
Docenti
  • Sara Palmerini
Ore
  • 45 Ore - Sara Palmerini
Attività Base
Ambito Discipline fisico-tecniche ed impiantistiche per l'architettura
Settore FIS/01
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Grandezze fisiche e unità di misure. Grandezze scalari e vettoriali, nozioni di calcolo vettoriale. Cinematica mono e bidimensionale. Leggi di Newton e loro applicazioni. Lavoro ed Energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell'energia meccanica. Quantità di moto e urti. Moti rotazionali. Dinamica del corpo rigido. Centro di massa e moto di rotolamento. Oscillatore armonico semplice. Fluidodinamica. Introduzione alla termodinamica.
Testi di riferimento Mazzoldi, Nigro, Voci, "ELEMENTI DI FISICA - Meccanica e Termodinamica" EdiSES

Halliday-Resnick-Walke, "FONDAMENTI DI FISICA", Casa Editrice Ambrosiana

Jewett -Serway,"PRINCIPI DI FISICA" EdiSES
Obiettivi formativi Comprensione dei principi fondamentali della meccanica. Capacità di applicazione delle conoscenze teoriche nella risoluzione di semplici problemi sui temi oggetto del corso.
Prerequisiti Notazione scientifica. Multipli e sottomultipli delle unità di misura. Equivalenze. Nozioni base di algebra vettoriale. Trigonometria. Studio di funzioni. Nozioni base di calcolo differenziale e integrale. Geometria euclidea. Geometria analitica.
Metodi didattici Lezioni in aula ed esercitazioni su tutti gli argomenti del corso.
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento Fisica prevede il superamento una prova scritta obbligatoria, che richiede la soluzione di 3 problemi a risposta aperta sugli argomenti trattati nel modulo di Fisica 1 e Fisica 2 (l'esame è congiunto) da svolgere complessivamente in 3 ore, ed una prova orale facoltativa per quegli studenti che, avendo superato con voto superiore a 18/30 la prova scritta, vogliano migliorare la valutazione. Le prove hanno lo scopo di verificare: i) la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso, ii) la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche (descrittore di Dublino 2), iii) l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche (descrittore di Dublino 3), iv) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta (descrittore di Dublino 4).
Programma esteso CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE
Moto rettilineo, velocità del moto rettilineo, accelerazione nel moto rettilineo, moto verticale del corpo, moto armonico semplice, moto rettilineo sborsato esponenzialmente, velocità e accelerazione in funzione della posizione. Moto nel piano: posizione e velocità, accelerazione nel piano, moto circolare, moto parabolico dei corpi, moto nello spazio, moto relativo rettilineo e nel piano.

LEGGI DI NEWTON E LORO APPLICAZIONI ALLA DINAMICA DEL PUNTO
Principio di inerzia. Leggi di Newton. Risultante delle forze ed equilibrio. Reazioni vincolari. Classificazione delle forze. Azione dinamica delle forze. Forza peso. Forza di attrito: statica, dinamica, viscosa. Piano inclinato. Forze elastica. Introduzione all'oscillatore armonico semplice. Forza Centripete. Moto di un punto materiale che percorre una curva piana e sopraelevata in assenza e presenza di attrito. Tensione di fili. Pendolo semplice e oscillatore armonico semplice.

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
Quantità di moto e impulso. Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica. Lavoro di una forza di attrito radente. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Conservazione della quantità di moto.

FENOMENI DI URTO E LEGGI DI CONSERVAZIONE
Quantità di moto e impulso. Conservazione della quantità di moto. Urti tra 2 punti materiali. Urto completamente anelastico, urto elastico, urto anelastico. Momento angolare. Urti tra punti materiali e corpi estesi.

CINEMATICA E DINAMICA DI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI
Moti relativi. Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. Sistemi di punti. Forza interne e forze esterne. Centro di massa. Teorema del moto del centro di massa. Conservazione della quantità di moto. Teorema del momento angolare. Conservazione del momento angolare. Sistema di riferimento del centro di massa. Teoremi di Koenig.

STATICA E DINAMICA DEL CORPO RIGIDO E DEI CORPI ESTESI
Proprietà di un corpo rigido. Corpo continuo. Densità e posizione del centro di massa. Moto di un corpo rigido. Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale. Momento di inerzia. Teorema di Huygen-Steiner. Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. Equilibrio statico del corpo rigido.Pendolo composto. Moto di puro rotolamento. Pendolo di torsione e cenni alle proprietà elastiche dei solidi.

INTRODUZIONE ALLA FLUIDODINAMICA
Fluidi. Pressione. Equilibrio statico di un fluido. Principio di Archimede. Legge di Stevino Viscosità e attrito viscoso. Fluido ideale. Regime stazionario. Portata. Teorema di Bernoulli. Cenni al moto vorticoso: il numero di Reynolds.

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Sistemi e stati termodinamici. Equilibrio termodinamico. Principio dell'equilibrio termico. Temperatura e calore. Esperimenti di Joule. Sistemi adiabatici. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Trasformazioni termodinamica. Lavoro e Calore. Calorimetria.

GAS IDEALI E REALI
Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Trasformazioni di gas e lavoro. Calori specifici. Energia interna del gas ideale. Diagramma PV e diagramma PT. Trasformazioni termodinamiche su piano di Clapeyron. Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot. Gas reali. Equazione di stato. Energia interna ed entalpia. Teoria cinetica dei gas. Significato cinetico della temperatura. Gas reali: equazione di stato ed energia interna.

TERZO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Enunciati del secondo principio. Reversibilità e irreversibilità. Teorema di Carnot. Temperatura assoluta. Terzo principio della termodinamica. Teorema di Clausius. L'entropia. Il principio di annullamento dell'entropia. Entropia del gas ideale.

FISICA II

Codice GP004893
CFU 3
Docente responsabile Sara Palmerini
Docenti
  • Sara Palmerini
Ore
  • 27 Ore - Sara Palmerini
Attività Base
Ambito Discipline fisico-tecniche ed impiantistiche per l'architettura
Settore FIS/01
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Forza elettrostatica. Campo elettrostatico. Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico. La legge di Gauss. Conduttori. Dielettrici. Energia elettrostatica. Corrente elettrica. Campo magnetico. Forza magnetica. Sorgenti del campo magnetico. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo.
Testi di riferimento Mazzoldi, Nigro, Voci, "ELEMENTI DI FISICA - Elettromagnetismo e onde" EdiSES

Halliday-Resnick-Walke, "FONDAMENTI DI FISICA", Casa Editrice Ambrosiana

Jewett -Serway,"PRINCIPI DI FISICA" EdiSES
Obiettivi formativi Fornire agli studenti le basi per la comprensione dei principi fondamentali dell'elettromagnetismo a partire dalla osservazione dei fenomeni elettromagnetici naturali.
Le principali conoscenze acquisite riguarderanno:
- Forza elettrostatica. Campo elettrostatico
- Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico
- La legge di Gauss
- Conduttori. Dielettrici. Energia elettrostatica
- Corrente elettrica
- Campo magnetico. Forza magnetica
- Sorgenti del campo magnetico.
- Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo
Le principali abilità saranno:
- saper riconoscere le leggi fisiche che governano i fenomeni naturali,
- saper applicare le leggi dell'elettromagnetismo alla soluzione di problemi di notevole rilevanza pratica.
Prerequisiti Gli argomenti del modulo di Fisica I (campi di forze, energia, lavoro, campi conservativi) e abilità avanzate di analisi matematica (tecniche di integrazione, semplici sviluppi in serie).
Metodi didattici Lezioni in aula ed esercitazioni su tutti gli argomenti del corso.
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento Fisica prevede il superamento una prova scritta obbligatoria, che richiede la soluzione di 3 problemi a risposta aperta sugli argomenti trattati nel modulo di Fisica 1 e Fisica 2 (l'esame è congiunto) da svolgere complessivamente in 3 ore, ed una prova orale facoltativa per quegli studenti che, avendo superato con voto superiore a 18/30 la prova scritta, vogliano migliorare la valutazione. Le prove hanno lo scopo di verificare: i) la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso, ii) la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche (descrittore di Dublino 2), iii) l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche (descrittore di Dublino 3), iv) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta (descrittore di Dublino 4).
Programma esteso FORZA ELETTROSTATICA, CAMPO ELETTROSTATICO, POTENZIALE ELETTROSTATICO
Cariche elettriche, isolanti e conduttori, struttura elettrica della materia, legge di Coulomb, campo elettrostatico, linee di forza del campo elettrostatico, moto di una carica nel campo elettrostatico. Lavoro della forza elettrica, calcolo del potenziale elettrostatico, energia potenziale elettrostatica.

TEOREMA DI GAUSS
Campo elettrostatico indotto da distribuzioni di carica continue. Moto di una carica in un campo elettrostatico. Calcolo del potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Dipolo elettrico. Flusso del campo elettrostatico. Teorema di Gauss.

CONDUTTORI E DIELETTRICI
Dimostrazione del teorema di Gauss e sue applicazioni. Divergenza del campo elettrostatico. Conduttori in equilibrio. Conduttori cavi e schermo elettrostatico. Condensatori, collegamento in serie e in parallelo. Energia del condensatore e del campo elettrostatico. Dielettrici: costante dielettrica e polarizzazione. Equazioni generali dell'elettrostatica in presenza di dielettrici.

CORRENTE ELETTRICA E CIRCUITI
Conduzione elettrica. Corrente elettrica e densità di corrente. Legge di Ohm. Resistori in serie e parallelo. Forza elettromotrice. Carica e scarica di un condensatore. Circuiti RC in corrente continua. Leggi di Kirchhoff.

CAMPO MAGNETICO E FORZA MAGNETICA
Interazione magnetica. Campo magnetico. Elettricità e magnetismo. Forza magnetica su una carica in moto e su un filo percorso da corrente. Momenti meccanici su circuiti piani. Effetto Hall. Moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme. Esempi: selettore di velocità, spettrometri di massa, ciclotrone.

SORGENTI DEL CAMPO MAGNETICO. LEGGE DI AMPERE. PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA
Campo magnetico prodotto da una corrente. Campi magnetici prodotti da circuiti. Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente. Legge di Ampère. Proprietà magnetiche della materia. Permeabilità e suscettività magnetica. Meccanismi di magnetizzazione e correnti amperiane. Legge di Gauss per il campo magnetico. Equazioni generali della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati.

CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Legge di Faraday Neumann Lentz. Campo elettrico indotto e f.e.m. indotta. Applicazioni della legge di Faraday: generatore di corrente continua, generatore di corrente alternata, misure del campo magnetico. Autoinduzione. Extra correnti di apertura e chiusura di un circuito induttivo. Energia magnetica. Mutua induzione. Legge di Ampere Maxwell. Equazioni di Maxwell: forma integrale, forma differenziale, significato fisico. Conservazione della carica elettrica e equazione di continuità.

CORRENTI ALTERNATE
Oscillazioni elettriche. Circuiti in corrente alternata. Circuiti RLC. Risonanza. Potenza dei circuiti in corrente alternata. Principio di funzionamento di un trasformatore.

ONDE ELETTROMAGNETICHE
Introduzione alle onde elettromagnetiche. Onde piane. Energia di un'onda elettromagnetica Vettore di Poynting. Polarizzazione di un'onda.
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