Ingegneria Edile-Architettura | FISICA GENERALE

cod. 0660100003

FISICA GENERALE

	0660100003
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE A CICLO UNICO DI 5 ANNI
	INGEGNERIA EDILE-ARCHITETTURA
	2021/2022

PERCORSO COMUNE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2017
	SECONDO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	FIS/01	6	60	LEZIONE	BASE

	Obiettivi
	L’INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE ELEMENTI DI MECCANICA CLASSICA E DI ACUSTICA, CHE HANNO RILEVANZA PER L’INGEGNERIA, CON PARTICOLARE RIGUARDO ALL’ACQUISIZIONE DELLA METODOLOGIA SCIENTIFICA, ED ALLO SCOPO DI FORNIRE LE BASI FISICHE PER LO STUDIO DEGLI INSEGNAMENTI DI LIVELLO SUPERIORE. Risultati di apprendimento attesi: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Lo studente deve acquisire gli elementi fondamentali della Meccanica e dell’Acustica, con particolare attenzione al calcolo vettoriale, alla cinematica, dinamica e statica del punto materiale, dei sistemi di punti materiali e dei corpi rigidi, alla teoria dei campi vettoriali, al campo acustico. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE ESSERE IN GRADO DI ACQUISIRE UNA COMPRENSIONE SUFFICIENTE AD APPLICARE LE SUE CONOSCENZE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI MECCANICA E DI Acustica. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: LO STUDENTE DEVE SVILUPPARE SPIRITO CRITICO, AUTONOMIA DI GIUDIZIO E CAPACITA’ DI INDIVIDUARE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER POTER RISOLVERE PROBLEMI COME QUELLI INTRODOTTI DURANTE L’INSEGNAMENTO. ABILITÀ COMUNICATIVE: LO STUDENTE DEVE SAPER COMUNICARE, IN FORMA SCRITTA ED ORALE, IN MODO RIGOROSO ED EFFICACE I CONCETTI APPRESI DURANTE L’INSEGNAMENTO E LE METODICHE DI RISOLUZIONE DEI PROBLEMI FISICI SOTTOPOSTI. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: LO STUDENTE DEVE SVILUPPARE METODOLOGIE EFFICACI DI APPRENDIMENTO DEGLI ELEMENTI FONDAMENTALI DELL’INSEGNAMENTO.

L’INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE ELEMENTI DI MECCANICA CLASSICA E DI ACUSTICA, CHE HANNO RILEVANZA PER L’INGEGNERIA, CON PARTICOLARE RIGUARDO ALL’ACQUISIZIONE DELLA METODOLOGIA SCIENTIFICA, ED ALLO SCOPO DI FORNIRE LE BASI FISICHE PER LO STUDIO DEGLI INSEGNAMENTI DI LIVELLO SUPERIORE.
Risultati di apprendimento attesi:
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Lo studente deve acquisire gli elementi fondamentali della Meccanica e dell’Acustica, con particolare attenzione al calcolo vettoriale, alla cinematica, dinamica e statica del punto materiale, dei sistemi di punti materiali e dei corpi rigidi, alla teoria dei campi vettoriali, al campo acustico.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
LO STUDENTE DEVE ESSERE IN GRADO DI ACQUISIRE UNA COMPRENSIONE SUFFICIENTE AD APPLICARE LE SUE CONOSCENZE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI MECCANICA E DI Acustica.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
LO STUDENTE DEVE SVILUPPARE SPIRITO CRITICO, AUTONOMIA DI GIUDIZIO E CAPACITA’ DI INDIVIDUARE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER POTER RISOLVERE PROBLEMI COME QUELLI INTRODOTTI DURANTE L’INSEGNAMENTO.

ABILITÀ COMUNICATIVE:
LO STUDENTE DEVE SAPER COMUNICARE, IN FORMA SCRITTA ED ORALE, IN MODO RIGOROSO ED EFFICACE I CONCETTI APPRESI DURANTE L’INSEGNAMENTO E LE METODICHE DI RISOLUZIONE DEI PROBLEMI FISICI SOTTOPOSTI.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
LO STUDENTE DEVE SVILUPPARE METODOLOGIE EFFICACI DI APPRENDIMENTO DEGLI ELEMENTI FONDAMENTALI DELL’INSEGNAMENTO.

	Prerequisiti
	OLTRE A: STRUMENTI ELEMENTARI DI ALGEBRA, GEOMETRIA E TRIGONOMETRIA, CONOSCENZA DI FUNZIONI SEMPLICI E LORO GRAFICI, ANCHE ELEMENTI DI ALGEBRA VETTORIALE, CONCETTI DI INFINITO E INFINITESIMO, SERIE DI TAYLOR COL SOLO APPROCCIO FORMALE.

	Contenuti
	Introduzione al corso e premesse matematiche (3 ORE): STRUMENTI MATEMATICI PER LO STUDIO DELLA FISICA. ALGEBRA VETTORIALE. Cinematica (8 ORE): MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO. MOTO IN CAMPO GRAVITAZIONALE. MOTO CIRCOLARE UNIFORMEMENTE ACCELERATO. DERIVATA DI UN VERSORE ROTANTE – FORMULA DI POISSON Dinamica del PM e cenni su campi vettoriali (23 ORE): PRINCIPI FONDAMENTALI DELLA DINAMICA (NEWTON). SCHEMA SINOTTICO DELLE RELAZIONI FONDAMENTALI. ATTRITO DINAMICO E STATICO – LEGGE DI HOOKE. TEOREMA IMPULSO-Q.D.M.. RICHIAMI SUL TEOREMA DELLA MEDIA. TEOREMA LAVORO-ENERGIA CINETICA. LAVORO PER TRASLAZIONE E ROTAZIONE INFINITESIME. ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE ED ELASTICA. CAMPI CONSERVATIVI. CAMPI CENTRALI NEWTONIANI (PER ESEMPIO ELETTROSTATICO ED ACUSTICO). MOTO CIRCOLARE VARIO (IN FORMA VETTORIALE). MOMENTO DI UN VETTORE, DI UNA FORZA, DELLA Q. DI MOTO. TEOREMA DEL MOMENTO ANGOLARE. Sistemi di punti materiale e corpi rigidi (18 ORE): CENTRO DI MASSA. PROPRIETÀ DEL CM. I E II TEOREMA DI KOENIG. MOMENTO DI INERZIA PER UN PUNTO MATERIALE; PER UN SISTEMA DI P.M.; PER UN CORPO RIGIDO. PROPRIETÀ DEI MOMENTI DI INERZIA. TEOREMA DEGLI ASSI PARALLELI. ENERGIA CINETICA PER UN PUNTO MATERIALE; PER UN SISTEMA DI P.M.; PER UN CORPO RIGIDO. TRASLAZIONE, ROTAZIONE, ROTOLAMENTO. ASSE ISTANTANEO DI ROTAZIONE. STATICA. GRADI DI LIBERTÀ. SISTEMI MECCANICI A DUE GRADI DI LIBERTÀ (SOLO PRESENTAZIONE). RUOLO E RISULTANTE DELLE FORZE INTERNE ED ESTERNE. LAVORO DELLE FORZE INTERNE ED ESTERNE. METODO DI D’ALEMBERT. DINAMICA DELLE MACCHINE SEMPLICI RISOLTA CON IL METODO DI NEWTON, DI D’ALEMBERT E DELL’ENERGIA. INTRODUZIONE DELLE EQUAZIONI DI EULERO-LAGRANGE Acustica (8 ORE): DEFINIZIONI E PARAMETRI PRINCIPALI DELL’ACUSTICA APPLICATA: PRESSIONE, INTENSITA’, POTENZA. LIVELLI ACUSTICI E DECIBEL. COMPOSIZIONE DI LIVELLI. FENOMENI ONDULATORI PRINCIPALI. TEMPO DI RIVERBERO E ALTRI PARAMETRI DELL’ACUSTICA DEGLI AMBIENTI CHIUSI. FONOMETRO.

Contenuti

Introduzione al corso e premesse matematiche (3 ORE):
STRUMENTI MATEMATICI PER LO STUDIO DELLA FISICA. ALGEBRA VETTORIALE.
Cinematica (8 ORE):
MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO. MOTO IN CAMPO GRAVITAZIONALE. MOTO CIRCOLARE UNIFORMEMENTE ACCELERATO. DERIVATA DI UN VERSORE ROTANTE – FORMULA DI POISSON
Dinamica del PM e cenni su campi vettoriali (23 ORE):
PRINCIPI FONDAMENTALI DELLA DINAMICA (NEWTON). SCHEMA SINOTTICO DELLE RELAZIONI FONDAMENTALI. ATTRITO DINAMICO E STATICO – LEGGE DI HOOKE. TEOREMA IMPULSO-Q.D.M.. RICHIAMI SUL TEOREMA DELLA MEDIA. TEOREMA LAVORO-ENERGIA CINETICA. LAVORO PER TRASLAZIONE E ROTAZIONE INFINITESIME. ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE ED ELASTICA. CAMPI CONSERVATIVI. CAMPI CENTRALI NEWTONIANI (PER ESEMPIO ELETTROSTATICO ED ACUSTICO). MOTO CIRCOLARE VARIO (IN FORMA VETTORIALE). MOMENTO DI UN VETTORE, DI UNA FORZA, DELLA Q. DI MOTO. TEOREMA DEL MOMENTO ANGOLARE.
Sistemi di punti materiale e corpi rigidi (18 ORE):
CENTRO DI MASSA. PROPRIETÀ DEL CM. I E II TEOREMA DI KOENIG. MOMENTO DI INERZIA PER UN PUNTO MATERIALE; PER UN SISTEMA DI P.M.; PER UN CORPO RIGIDO. PROPRIETÀ DEI MOMENTI DI INERZIA. TEOREMA DEGLI ASSI PARALLELI. ENERGIA CINETICA PER UN PUNTO MATERIALE; PER UN SISTEMA DI P.M.; PER UN CORPO RIGIDO. TRASLAZIONE, ROTAZIONE, ROTOLAMENTO. ASSE ISTANTANEO DI ROTAZIONE. STATICA. GRADI DI LIBERTÀ. SISTEMI MECCANICI A DUE GRADI DI LIBERTÀ (SOLO PRESENTAZIONE). RUOLO E RISULTANTE DELLE FORZE INTERNE ED ESTERNE. LAVORO DELLE FORZE INTERNE ED ESTERNE. METODO DI D’ALEMBERT.
DINAMICA DELLE MACCHINE SEMPLICI RISOLTA CON IL METODO DI NEWTON, DI D’ALEMBERT E DELL’ENERGIA.
INTRODUZIONE DELLE EQUAZIONI DI EULERO-LAGRANGE
Acustica (8 ORE):
DEFINIZIONI E PARAMETRI PRINCIPALI DELL’ACUSTICA APPLICATA: PRESSIONE, INTENSITA’, POTENZA. LIVELLI ACUSTICI E DECIBEL. COMPOSIZIONE DI LIVELLI. FENOMENI ONDULATORI PRINCIPALI. TEMPO DI RIVERBERO E ALTRI PARAMETRI DELL’ACUSTICA DEGLI AMBIENTI CHIUSI. FONOMETRO.

	Metodi Didattici
	SVOLGIMENTO DI LEZIONI (4 CFU circa) E DI ESERCITAZIONI (2 CFU circa), ANCHE CON L’ADOZIONE, DURANTE LE ESERCITAZIONI, DI METODI INTERATTIVI CHE FORNISCANO INFORMAZIONI SUL GRADO DI COMPRENSIONE RAGGIUNTO DAGLI STUDENTI. L’INSEGNAMENTO prevede l’obbligo di FREQUENZA. La percentuale minima di presenze è del 70%.

	Verifica dell'apprendimento
	LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE al termine del corso MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA, LA CUI DURATA VARIA TRA 2 E 3 ORE A SECONDA DELLA TIPOLOGIA DI PROBLEMI PROPOSTI, E UNA PROVA ORALE. LA PROVA SCRITTA CONTIENE UNO O DUE PROBLEMI DI MECCANICA (A SECONDA DELLA DIFFICOLTA’), SU CINEMATICA, DINAMICA, STATICA. INOLTRE LA PROVA INCLUDE UN PROBLEMA E DELLE BREVI DOMANDE DI ACUSTICA. I CRITERI DI GIUDIZIO DI MASSIMA SONO LEGATI ALLA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI RISOLVERE SEMPLICI PROBLEMI E DI DESCRIVERE MATEMATICAMENTE I FENOMENI FISICI RELATIVI ALLA FISICA CLASSICA DI BASE. NELLO SCRITTO VENGONO SVOLTI ESERCIZI DI APPLICAZIONE DEI CONCETTI FONDAMENTALI E DELLE TECNICHE DI CALCOLO VETTORIALE E DI CALCOLO INFINITESIMALE A CASI ESEMPLARI DI FENOMENI FISICI ELEMENTARI. L’ORALE VERTE SULLA VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO DELLE NOZIONI TEORICHE E APPLICATIVE PRESENTATE AL CORSO, AVENDO COME CRITERI I CONTENUTI, IL RIGORE ESPOSITIVO, LA PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO VERBALE E MATEMATICO, LA CAPACITÀ DI CORRELAZIONE TRA DIVERSI ARGOMENTI DEL PROGRAMMA. ENTRAMBE LE PROVE, SCRITTA E ORALE, SONO VALUTATE IN 30ESIMI. IL VOTO FINALE E’ IN 30ESIMI E TIENE CONTO DEGLI ESITI DELLE SINGOLE PROVE. Ai fini della lode si terrà conto: - della qualità dell’esposizione, in termini di utilizzo di linguaggio scientifico appropriato - della capacità di correlazione trasversale tra i diversi argomenti del corso e, ove possibile, con altre discipline - dell’autonomia di giudizio dimostrata.

Verifica dell'apprendimento

LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE al termine del corso MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA, LA CUI DURATA VARIA TRA 2 E 3 ORE A SECONDA DELLA TIPOLOGIA DI PROBLEMI PROPOSTI, E UNA PROVA ORALE. LA PROVA SCRITTA CONTIENE UNO O DUE PROBLEMI DI MECCANICA (A SECONDA DELLA DIFFICOLTA’), SU CINEMATICA, DINAMICA, STATICA. INOLTRE LA PROVA INCLUDE UN PROBLEMA E DELLE BREVI DOMANDE DI ACUSTICA. I CRITERI DI GIUDIZIO DI MASSIMA SONO LEGATI ALLA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI RISOLVERE SEMPLICI PROBLEMI E DI DESCRIVERE MATEMATICAMENTE I FENOMENI FISICI RELATIVI ALLA FISICA CLASSICA DI BASE. NELLO SCRITTO VENGONO SVOLTI ESERCIZI DI APPLICAZIONE DEI CONCETTI FONDAMENTALI E DELLE TECNICHE DI CALCOLO VETTORIALE E DI CALCOLO INFINITESIMALE A CASI ESEMPLARI DI FENOMENI FISICI ELEMENTARI. L’ORALE VERTE SULLA VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO DELLE NOZIONI TEORICHE E APPLICATIVE PRESENTATE AL CORSO, AVENDO COME CRITERI I CONTENUTI, IL RIGORE ESPOSITIVO, LA PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO VERBALE E MATEMATICO, LA CAPACITÀ DI CORRELAZIONE TRA DIVERSI ARGOMENTI DEL PROGRAMMA. ENTRAMBE LE PROVE, SCRITTA E ORALE, SONO VALUTATE IN 30ESIMI. IL VOTO FINALE E’ IN 30ESIMI E TIENE CONTO DEGLI ESITI DELLE SINGOLE PROVE.
Ai fini della lode si terrà conto:
- della qualità dell’esposizione, in termini di utilizzo di linguaggio scientifico appropriato
- della capacità di correlazione trasversale tra i diversi argomenti del corso e, ove possibile, con altre discipline
- dell’autonomia di giudizio dimostrata.