FISICA CON ESERCITAZIONI DI LABORATORIO I

Matematica FISICA CON ESERCITAZIONI DI LABORATORIO I

0512300014
DIPARTIMENTO DI MATEMATICA
CORSO DI LAUREA
MATEMATICA
2022/2023

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
756LEZIONE
224LABORATORIO


AppelloData
FISICA CON ESERCITAZIONI DI LABORATORIO 10/01/2023 - 15:00
Obiettivi
LO SCOPO DELL'INSEGNAMENTO È QUELLO DI SVILUPPARE UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DELLA MECCANICA NEWTONIANA E DELLA TERMODINAMICA, UNITAMENTE ALLA CAPACITÀ DI EFFETTUARE IN TALE AMBITO SEMPLICI ESPERIMENTI DI LABORATORIO.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE.
PER QUEL CHE RIGUARDA LA MECCANICA NEWTONIANA, L'INSEGNAMENTO È FINALIZZATO AL RAGGIUNGIMENTO DA PARTE DELLO STUDENTE DI UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DELLA DINAMICA DEL SINGOLO PUNTO MATERIALE, DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI E DEI CORPI RIGIDI, ATTRAVERSO IL RICORSO SISTEMATICO A ESEMPI E APPLICAZIONI CHE AIUTINO LA PIENA COMPRENSIONE DEGLI ASPETTI TEORICI DEGLI ARGOMENTI TRATTATI.
RELATIVAMENTE ALLA TERMODINAMICA, SI INTENDE SVILUPPARE UNA CONOSCENZA ADEGUATA DELLA SUA STRUTTURA FORMALE, BASATA SU POCHI PRINCIPI DEDOTTI DALL’ESPERIENZA. TALE CONOSCENZA È IN PARTICOLARE FINALIZZATA ALL’ANALISI DEL BILANCIO ENERGETICO COMPLESSIVO DI UN PROCESSO FISICO, COMPRENSIVO DI QUEGLI SCAMBI DI ENERGIA DI NATURA TERMICA CHE NON VENGONO CONSIDERATI NELL’AMBITO DELLA MECCANICA.
LA PRATICA DI LABORATORIO, INFINE, AVRÀ COME OBIETTIVO LA REALIZZAZIONE DI SEMPLICI ESPERIMENTI DI MECCANICA E DI TERMODINAMICA PER I QUALI È POI RICHIESTO UN OPPORTUNO TRATTAMENTO DEI DATI SPERIMENTALI.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE.
AL COMPLETAMENTO DEL CORSO CI SI ASPETTA CHE GLI STUDENTI SIANO IN GRADO DI:

•COMPRENDERE LA FISICA ALLA BASE DEL COMPORTAMENTO DI UN SINGOLO PUNTO MATERIALE O DI UN SISTEMA DI PUNTI MATERIALI, A PARTIRE DALLE CONOSCENZE TEORICHE ACQUISITE;
•IDENTIFICARE LE QUANTITÀ CONSERVATE E USARLE LADDOVE È POSSIBILE PER SEMPLIFICARE L’ANALISI DEL MOTO;
•APPLICARE QUESTE IDEE ALLA RISOLUZIONE DI SEMPLICI ESERCIZI DI MECCANICA;
•RISOLVERE ESERCIZI DI TERMODINAMICA MEDIANTE L’APPLICAZIONE DEI PRIMO E DEL SECONDO PRINCIPIO, CON PARTICOLARE ATTENZIONE A QUELLI CHE RIGUARDANO IL COMPORTAMENTO DEI GAS IDEALI;
•REALIZZARE E CONTROLLARE SEMPLICI ESPERIMENTI DI MECCANICA E DI TERMODINAMICA.

ABILITÀ COMUNICATIVE.
IL CORSO TENDERÀ A FAVORIRE LA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI ESPORRE IN MODO CHIARO E RIGOROSO LE CONOSCENZE ACQUISITE. AL TERMINE DEL CORSO LO STUDENTE DEVE ESSERE IN GRADO DI ENUNCIARE IN MODO CORRETTO DEFINIZIONI, PROBLEMI E TEOREMI RIGUARDANTI I CONTENUTI DEL CORSO STESSO.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO.
GLI STUDENTI SONO GUIDATI AD APPRENDERE IN MANIERA CRITICA E RESPONSABILE TUTTO CIÒ CHE VIENE SPIEGATO LORO IN CLASSE E AD ARRICCHIRE LE PROPRIE CAPACITÀ DI GIUDIZIO ATTRAVERSO LO STUDIO DEL MATERIALE DIDATTICO INDICATO DAL DOCENTE.
Prerequisiti
E’ RICHIESTA LA CONOSCENZA DELLE NOZIONI DI BASE DELLA TRIGONOMETRIA, DELLA GEOMETRIA ANALITICA E DELL’ANALISI MATEMATICA PER LE FUNZIONI DI UNA SOLA VARIABILE.
Contenuti
1.METODO SCIENTIFICO E UNITÀ DI MISURA. ALGEBRA VETTORIALE.

2.CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE:
POSIZIONE, SPOSTAMENTO, VELOCITÀ, ACCELERAZIONE, LEGGE ORARIA DEL MOTO, MOTI RETTILINEI, MOTO DEL PROIETTILE, MOTO SU TRAIETTORIA CIRCOLARE.

3.DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE:
PRINCIPIO D’INERZIA, SISTEMI DI RIFERIMENTO INERZIALI E NON INERZIALI, SECONDA LEGGE DELLA DINAMICA, QUANTITÀ DI MOTO, IMPULSO, FORZA PESO, ATTRITO, TENSIONE, REAZIONI VINCOLARI, FORZE ELASTICHE E OSCILLATORE ARMONICO LINEARE, ENERGIA CINETICA E LAVORO, FORZE CONSERVATIVE, ENERGIA POTENZIALE, CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA MECCANICA, MOMENTO DELLA QUANTITÀ DI MOTO E MOMENTO DI UNA FORZA.

4.DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI:
PRINCIPIO DI AZIONE E REAZIONE, COPPIA DI FORZE, EQUAZIONI CARDINALI DELLA DINAMICA, CONSERVAZIONE DELLA QUANTITÀ DI MOTO E DEL MOMENTO DELLA QUANTITÀ DI MOTO, CENTRO DI MASSA, TEOREMA DEL CENTRO DI MASSA, TEOREMI DI KOENIG, URTI.

5.CORPI RIGIDI:
MOMENTO D’INERZIA, TEOREMA DI HUYGENS-STEINER, ENERGIA CINETICA, MOMENTO ANGOLARE ED EQUAZIONE DEL MOTO DI UN CORPO RIGIDO GIREVOLE INTORNO AD UN ASSE FISSO, STATICA E CONDIZIONI DI EQUILIBRIO, EQUILIBRIO SOTTO L’AZIONE DELLA GRAVITÀ. MOTO DI PURO ROTOLAMENTO.

6.TERMODINAMICA:
TEMPERATURA, TERMOMETRI, TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE, REVERSIBILITÀ E IRREVERSIBILITÀ, LAVORO E CALORE, ESPERIMENTI DI JOULE, PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA, ENERGIA INTERNA, CAPACITÀ TERMICA E CALORI SPECIFICI, CAMBIAMENTI DI FASE E CALORI LATENTI, GAS IDEALI ED EQUAZIONE DI STATO, ESPERIENZA DI JOULE SULL'ENERGIA INTERNA DI UN GAS IDEALE, TRASFORMAZIONI NOTEVOLI PER UN GAS IDEALE, RELAZIONE DI MAYER, TRASFORMAZIONI CICLICHE, RENDIMENTO, CICLO DI CARNOT, SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA, ENUNCIATI DI KELVIN E CLAUSIUS E LORO EQUIVALENZA, MACCHINE TERMICHE E MACCHINE FRIGORIFERE, TEOREMA DI CARNOT, DISUGUAGLIANZA DI CLAUSIUS, ENTROPIA, VARIAZIONE DI ENTROPIA PER UN GAS IDEALE E IN CAMBIAMENTI DI FASE, VARIAZIONI DI ENTROPIA IN TRASFORMAZIONI NOTEVOLI.

7.ANALISI DEI DATI E ATTIVITÀ DI LABORATORIO:
ERRORI DI MISURA, TRATTAMENTO E RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI DATI SPERIMENTALI, PROPAGAZIONE DEGLI ERRORI, DISTRIBUZIONE GAUSSIANA, METODO DEI MINIMI QUADRATI, MISURA DELLA DENSITÀ DI UN SOLIDO, DELLA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA, DELL’ACCELERAZIONE DI GRAVITÀ, DELLA VELOCITÀ LIMITE DI UNA SFERA IN UN FLUIDO, DELLA COSTANTE DI TEMPO DI UN TERMOMETRO.

Metodi Didattici
IL CORSO PREVEDE UNA PARTE DI LEZIONI DI CARATTERE TEORICO FINALIZZATE ALL’APPRENDIMENTO DELLA MECCANICA CLASSICA E DELLA TERMODINAMICA, A CUI SONO ASSOCIATE LEZIONI DI TIPO ESERCITATIVO IN CUI VENGONO ILLUSTRATE, ANCHE ATTRAVERSO IL COINVOLGIMENTO DIRETTO DEGLI STUDENTI, TECNICHE DI RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE E DI SEMPLICI ESERCIZI SUI CORPI RIGIDI, NONCHÉ DI PROBLEMI DI TERMODINAMICA. RELATIVAMENTE ALLA PARTE DI LABORATORIO, È PREVISTA LA REALIZZAZIONE DI ALCUNI SEMPLICI ESPERIMENTI DI MECCANICA, PRECEDUTA DA ALCUNE LEZIONI INTRODUTTIVE ALLE TECNICHE DI ANALISI E ELABORAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DA PARTE DELLO STUDENTE AVVERRÀ TRAMITE UN ESAME FINALE VOLTO ALLA VERIFICA DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI, CONSISTENTE IN UNA PROVA SCRITTA SEGUITA DA UNA PROVA ORALE.
IL CONSEGUIMENTO DEGLI OBIETTIVI SARÀ CERTIFICATO DA UN ESAME FINALE SCRITTO E ORALE CON VOTO IN TRENTESIMI.

LA PROVA SCRITTA CONSTA DI ESERCIZI SU ARGOMENTI DI MECCANICA E DI TERMODINAMICA, RISOLVENDO I QUALI LO STUDENTE PUÒ RAGGIUNGERE UNA VOTAZIONE MASSIMA DI 30/30.
POSSONO ESSERE PREVISTE 2 PROVE IN ITINERE DI 1-2 ESERCIZI DA SVOLGERE IN 2 ORE.

DURANTE LA PROVA È CONSENTITO L'USO DI SEMPLICI CALCOLATRICI SCIENTIFICHE, MA NON DI LIBRI, APPUNTI O SUPPORTI INFORMATICI. PER ESSERE AMMESSO A SOSTENERE LA PROVA ORALE LO STUDENTE DEVE AVERE OTTENUTO UNA VALUTAZIONE NELLA PROVA SCRITTA (O NELLE PROVE IN ITINERE) NON INFERIORE A 18/30.

LO STUDENTE DOVRÀ ELABORARE DELLE TESINE CHE DESCRIVANO IN MANIERA CHIARA ED ESAUSTIVA TUTTI GLI ESPERIMENTI EFFETTUATI IN LABORATORIO.

IL VOTO FINALE RISULTA DALLA MEDIA DEI PUNTEGGI CONSEGUITI SULLE DUE PARTI DEL CORSO, PESATA DAL NUMERO DI CFU ASSOCIATI A CIASCUNA DI ESSE (7 PER LA PARTE TEORICA, 2 PER LA PARTE DI LABORATORIO). UN PUÒ ESSERE ATTRIBUITO SULLA BASE DELLA PADRONANZA DELL'ARGOMENTO E DEL GRADO DI CHIAREZZA NELL'ESPOSIZIONE MOSTRATI DALLO STUDENTE NEL CORSO DELLA PROVA ORALE.

L'ATTRIBUZIONE DEL VOTO SULLA SCALA CHE VA DA 18/30 A 30/30 VIENE EFFETTUATA VALUTANDO LA PADRONANZA DELLO STUDENTE DEGLI ASPETTI TEORICI RELATIVI AI PRINCIPALI ARGOMENTI TRATTATI NEL CORSO, INSIEME ALLA SUA CAPACITÀ DI APPLICARLI ALLA RISOLUZIONE DEGLI ESERCIZI DI MECCANICA E DI TERMODINAMICA PROPOSTI. VIENE INOLTRE VALUTATA LA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI EFFETTUARE SEMPLICI ESPERIMENTI E DI REDIGERE RELATIVE RELAZIONI SCRITTE.

LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO LO STUDENTE, OLTRE A DIMOSTRARE UN CONTROLLO COMPLETO DEGLI ASPETTI SIA TEORICI CHE APPLICATIVI DEGLI ARGOMENTI STUDIATI, MANIFESTA UN'ELEVATA CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA, ANCHE IN CONTESTI NON NECESSARIAMENTE TRATTATI A LEZIONE.

Testi
D. GIANCOLI, "FISICA 1" AMBROSIANA
D. HALLIDAY, R. RESNICK, J. WALKER, “FONDAMENTI DI FISICA”, AMBROSIANA
J. R. TAYLOR, "INTRODUZIONE ALL'ANALISI DEGLI ERRORI", SECONDA EDIZIONE, ZANICHELLI
M. SEVERI, "INTRODUZIONE ALLA ESPERIMENTAZIONE FISICA", ZANICHELLI
G. CANNELLI, "METODOLOGIE SPERIMENTALI IN FISICA", EDISES

APPROFONDIMENTI
C. MENCUCCINI, V. SILVESTRINI, “FISICA I – MECCANICA TERMODINAMICA”, LIGUORI
P. MAZZOLDI, M. NIGRO, C.VOCI, “FISICA” VOL. I, EDISES
Altre Informazioni
INDIRIZZO E-MAIL DEL DOCENTE: DDEGRUTTOLA@UNISA.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-11-30]