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FISICA CON ESERCITAZIONI DI LABORATORIO I

Daniele DE GRUTTOLA FISICA CON ESERCITAZIONI DI LABORATORIO I

0512300014
DIPARTIMENTO DI MATEMATICA
CORSO DI LAUREA
MATEMATICA
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
756LEZIONE
224LABORATORIO
DANIELE DE GRUTTOLA T Curriculum
GUERINO AVALLONE Curriculum
AppelloData
FISICA CON ES. DI LABORATORIO I13/01/2025 - 09:30
FISICA CON ES. DI LABORATORIO I29/01/2025 - 09:30
FISICA CON ES. DI LABORATORIO I17/02/2025 - 09:30
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO “FISICA CON ESERCITAZIONI DI LABORATORIO 1” SI PROPONE DI SVILUPPARE UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DELLA MECCANICA NEWTONIANA E DELLA TERMODINAMICA, UNITAMENTE ALLA CAPACITÀ DI EFFETTUARE IN TALE AMBITO SEMPLICI ESPERIMENTI DI LABORATORIO.

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.

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.

GLI STUDENTI SONO GUIDATI AD APPRENDERE IN MANIERA CRITICA E RESPONSABILE TUTTO CIÒ CHE VIENE SPIEGATO LORO IN AULA E AD ARRICCHIRE LE PROPRIE CAPACITÀ DI GIUDIZIO ATTRAVERSO LO STUDIO DEL MATERIALE DIDATTICO INDICATO DAL DOCENTE. LO SCOPO PRINCIPALE CONSTISTE NEL FORNIRE ALLO STUDENTE LA CAPACITA’ DI ANALIZZARE IN MANIERA CRITICA I PROCESSI FISICI SOTTO STUDIO, SVILUPPANDO GLI STRUMENTI NECESSARI AD AFFRONTARE E RISOLVERE PROBLEMI NELLA MANIERA PIU’ GENERICA POSSIBILE.

IL CORSO TENDE 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. LE ESPERIENZE DI LABORATORIO (SVOLTE IN GRUPPO) PREVEDONO LA STESURA DI UNA RELAZIONE, CHE IMPONE LA TRATTAZIONE RIGOROSA DEI DATI SPERIMENTALI E UN’ESPOSIZIONE CHIARA E UNIVERSALE, CHE PERMETTA LA RIPRODUCIBILITA’ (METODO SCHIENTIFICO) DELL’ESPERIMENTO CON CONSEGUENTE VERIFICA DA PARTE DI COLLEGHI.

L’INSEGNAMENTO HA L’OBIETTIVO UTERIORE DI SVILUPPARE LA COMUNICAZIONE, LA COLLABORAZIONE E LA COOPERAZIONE TRA COLLEGHI, IL PENSIERO CRITICO E CREATIVO.
ALLA FINE DEL CORSO LO STUDENTE SARA’ IN GRADO DI:
- PROGETTARE LA RISOLUZIONE DI UN GENERICO PROBLEMA, APPLICANDO PENSIERO CRITICO E METODOLOGIA RIGOROSA
- SCOPRIRE O INVENTARE
- APPROFONDIRE LO STUDIO SU TESTI PIU’ AVANZATI
- COMUNICARE I RISULTATI OTTENUTI
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
I PARTE (4 ORE DI CUI 3 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 1 DI ESERCITAZIONE):

METODO SCIENTIFICO E UNITÀ DI MISURA. ALGEBRA VETTORIALE


II PARTE (8 ORE DI CUI 6 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 2 DI ESERCITAZIONE):

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


III PARTE (11 ORE DI CUI 8 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 3 DI ESERCITAZIONE):

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.


IV PARTE (6 ORE DI CUI 4 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 2 DI ESERCITAZIONE):

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.


V PARTE (9 ORE DI CUI 7 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 2 DI ESERCITAZIONE):

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.


VI PARTE (18 ORE DI CUI 12 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 6 DI ESERCITAZIONE):

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.


VII PARTE (24 ORE DI CUI 11 DI LEZIONI FRONTALI RIGUARDANTI SVILUPPO DI ARGOMENTI TEORICI E 13 DI ESPERIENZE IN LABORATORIO):

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, ELABORAZIONE DI UNA RELAZIONE.
MISURA DELLA DENSITÀ DI 3 LIQUIDI (3 ORE)
MISURA DELLA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA CON IL METODO STATISTICO (3 ORE)
MISURA DELL’ACCELERAZIONE DI GRAVITÀ MEDIANTE UN PENDOLO (3 ORE)
MISURA DELLA VELOCITÀ LIMITE DI UNA SFERA IN UN FLUIDO (2 ORE)
MISURA DELLA COSTANTE DI TEMPO DI UN TERMOMETRO (2 ORE).

Metodi Didattici
IL CORSO PREVEDE 80 ORE/ 9 CFU, RIPARTITE IN 56 ORE /7 CFU PER LA PARTE DI LEZIONI TEORICHE+ESERCITAZIONI E 24 ORE /2 CFU PER LA PARTE DI LABORATORIO.
LE ATTIVITA’ LEGATE ALLE LEZIONI FRONTALI E DI ESERCITAZIONI SONO SPESSO EFFETTUATE NELLA STESSA ORA DI LEZIONE. IN PARTICOLARE ALLE 40 ORE /5 CFU DI LEZIONI FRONTALI DI CARATTERE TEORICO FINALIZZATE ALL’APPRENDIMENTO DELLA MECCANICA CLASSICA E DELLA TERMODINAMICA, SONO ASSOCIATE 16 ORE /2 CFU LEZIONI DI ESERCITAZIONI 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 (24 ORE /2 CFU), È PREVISTA LA REALIZZAZIONE DI ALCUNI SEMPLICI ESPERIMENTI DI MECCANICA (13 ORE), PRECEDUTA DA ALCUNE LEZIONI INTRODUTTIVE ALLE TECNICHE DI ANALISI E ELABORAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI (11 ORE).
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. IL CONSEGUIMENTO DEGLI OBIETTIVI SARÀ CERTIFICATO DA UN ESAME SCRITTO, SUPERATO IL QUALE (CON UN VOTO NON INFERIORE A 18/30), SI VIENE AMMESSI ALL’ESAME ORALE.
LO STUDENTE DOVRÀ ELABORARE, DURANTE IL CORSO, DELLE TESINE CHE DESCRIVANO IN MANIERA CHIARA ED ESAUSTIVA TUTTI GLI ESPERIMENTI EFFETTUATI IN LABORATORIO E CHE CONCORRONO ALLA VALUTAZIONE FINALE.
POSSONO ESSERE PREVISTE 2 PROVE IN ITINERE DI 1-2 ESERCIZI DA SVOLGERE IN 2 ORE, COME ESONERO DALLO SCRITTO FINALE.

IL VOTO FINALE RISULTA DALLA MEDIA DEI PUNTEGGI CONSEGUITI NELLE TRE PROVE, PESATI COME SEGUE: 20% TESINE, 35% SCRITTO, 45% ORALE.

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: 2024-11-18]