Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2019/2020
Tipologia di insegnamento: 
Base
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA GESTIONALE
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
FISICA SPERIMENTALE (FIS/01)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
12
Anno di corso: 
1
Ciclo: 
Annualita' Singola
Ore di attivita' frontale: 
96

Obiettivi

Obiettivi:
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo scopo del corso è costruire una comprensione concettuale delle tematiche affrontate mediante il metodo scientifico.
L'obiettivo formativo del corso di Fisica Generale è dare una descrizione fenomenologica del mondo fisico e fornire esempi di modellizzazione dei fenomeni fisici finalizzati ad acquisire una mentalità sistemica, cercando, dove possibile, di applicare la conoscenza acquisita a semplici problemi di ambito ingegneristico.
Per conseguire questi obiettivi è stato progettato un corso introduttivo di fisica basato sul calcolo, dove particolare enfasi è posta sulla metodologia per la risoluzione dei problemi tenendo conto del metodo sperimentale proprio delle scienze fisiche.
Il corso si propone di introdurre gli studenti al linguaggio e alla metodologia delle scienze fisiche in modo che acquisiscano una conoscenza di base della meccanica e dell'elettromagnetismo tale da permettere loro di risolvere problemi numerici e di comprendere le principali applicazioni.
Lo studente acquisirà conoscenze di base di Fisica Generale ed in particolare, conoscenza e capacità di comprensione di Meccanica classica, delle leggi di base e delle definizioni delle grandezze fisiche utilizzate nella meccanica e delle varie forme di energia meccanica.
Partendo dal modello di punto materiale e progressivamente arrivando a modelli più complessi, come il modello energetico, i sistemi di punti e il corpo rigido. Sarà in grado di risolvere semplici problemi di meccanica del punto materiale, dei sistemi di punti materiali e del corpo rigido.
Lo studente acquisirà, inoltre, conoscenza e capacità di comprensione dei concetti di base dell'elettromagnetismo, in particolare dell'elettrostatica e del magnetismo.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Lo studente deve avere la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche acquisite durante il corso. Lo studente dovrà essere in grado di procedere allo studio qualitativo e quantitativo dei processi fisici della meccanica classica e della termodinamica, di risolvere problemi di cinematica e dinamica classica per un punto materiale, sistemi di punti materiali e corpi rigidi. Lo studente dovrà essere inoltre in grado di risolvere semplici problemi relativi all'elettrostatica e ai fenomeni del magnetismo.

Autonomia di giudizio: Lo studente deve essere in grado di approfondire autonomamente quanto imparato e quindi, deve sviluppare la capacità di valutare criticamente i problemi e proporre l’approccio più opportuno per la trattazione delle tematiche trattate durante il corso.

Abilità comunicative: Lo studente deve avere la capacità di esporre e comunicare le proprie conoscenze con un appropriato linguaggio scientifico. Inoltre lo studente deve dimostrare capacità logico-deduttive e di sintesi nell'esposizione.

Capacità di apprendere: Lo studente deve saper integrare le conoscenze da varie fonti al fine di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse agli argomenti svolti e sviluppare le dovute connessioni tra esempi concreti e le conoscenze di fisica acquisite nel corso. Dovrà inoltre dimostrare di aver raggiunto una maturità tale da poter apprendere in futuro le applicazioni di fisica generale allo studio di problemi ingegneristici.

Prerequisiti

Prerequisiti per una adeguata comprensione degli argomenti di questo corso sono i concetti base di trigonometria, geometria analitica. Si richiede, in particolare, allo studente di essere in grado di risolvere semplici equazioni e la conoscenza dei concetti di base di derivata ed integrale.

Contenuti

INTRODUZIONE (2 ore di didattica frontale e 2 di esercitazione): Grandezze fisiche. Sistemi e unità di misura; cenni di calcolo trigonometrico e vettoriale; funzioni e rappresentazione cartesiana; cenni di calcolo differenziale e integrale; derivata di vettore.

CINEMATICA (4 ore di didattica frontale e 4 di esercitazione): Cinematica del punto materiale; velocità e accelerazione; legge oraria di un punto materiale; moti uniformi e accelerati; moto balistico in due dimensioni

LEGGI DI NEWTON E EQUAZIONE DEL MOTO (4 ore di didattica frontale e 4 di esercitazione): principio di relatività; definizione di forza; riferimenti inerziali e principio di inerzia; quantità di moto, teorema dell'impulso; definizione di massa; secondo principio della dinamica definizione operativa di massa; equazioni del moto;

CONSEGUENZE DEL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA (4 ore di didattica frontale e 4 di esercitazione): impulso e quantità di moto; momento angolare e momento della forza; lavoro e unità di misura del lavoro; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e conservazione dell'energia meccanica; forze non conservative; energia potenziale; equilibrio stabile, instabile e indifferente; potenza e sue unità di misura.

LEGGI DELLE FORZE (2 ore di didattica frontale e 2 di esercitazione): forze vincolari; attrito; legge di Hooke, forze viscose, conservatività del campo gravitazionale, energia potenziale del campo gravitazionale;

DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI (4 ore di didattica frontale e 4 di esercitazione): terzo principio della dinamica; centro di massa; energia cinetica e teorema di Koenig; urti fra particelle in una e due dimesioni, urto completamente anelastico, urto elastico;

DINAMICA DEI CORPI RIGIDI (4 ore di didattica frontale e 4 di esercitazione): momento angolare e momento di inerzia; equazioni cardinali; moti rotatori e traslatori; rotolamento; teorema di Huyghens- Steiner o degli assi paralleli; definizione di asse principale di inerzia.

ELETTROSTATICA(8 ore di didattica frontale e 8 di esercitazione): Introduzione; Legge di Coulomb; Campo elettrostatico; Potenziale elettrostatico; Dipolo elettrico; Teorema
di Gauss. Conduttori: Teorema di Coulomb; Induzione elettrostatica;

CAPACITA’ E CONDENSATORI (4 ore di didattica frontale e 4 di esercitazione): Problema generale dell'elettrostatica; Elettrostatica nei dielettrici; Polarizzabilità; Permittività e suscettività elettrica; Il vettore D; Densità di energia elettrica.

Corrente elettrica stazionaria (2 ore di didattica frontale e 2 di esercitazione):: Densità di corrente ed equazione di continuità; Legge di Ohm.

Magnetostatica (5 ore di didattica frontale e 5 di esercitazione): Campo di induzione magnetica B; Legge di Biot e Savart; Leggi di Laplace; Forza di Lorentz; Teorema di equivalenza di
Ampere; Teorema della circuitazione di Ampere; Magnetostatica nella materia; Permeabilità e suscettività magnetica. Il vettore H. Paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo; Densità di energia magnetica.

Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo (5 ore di didattica frontale e 5 di esercitazione):: Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Neumann. Legge di
Lenz. Autoinduzione e mutua induzione. Circuiti in corrente
alternata. Corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell nel vuoto e
nei mezzi materiali.

Metodi didattici

Approccio educativo: lezioni tradizionali ed esercitazioni.
Le lezioni frontali e le lezioni di esercitazione saranno caratterizzate da forte interattività
durante le quali è richiesta la partecipazione attiva
degli studenti.

Verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame e' composto da un esame scritto (problems to be solved) e un esame orale che puo' essere sostenuto solo se e' stato superato l'esame scritto. Sono previste tre prove in itinere che consentono di essere esonerati dalla prova scritta.

Testi

Mazzoldi, Nigro, Voci
Elementi di fisica vol.1
EdiSes

Mazzoldi, Nigro, Voci
Elementi di fisica vol.2
EdiSes

Altre informazioni