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FISICA

Claudio GUARNACCIA FISICA

0612100004
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA CIVILE
2019/2020

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2018
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
1FISICA I
660LEZIONE
2FISICA II
660LEZIONE
CLAUDIO GUARNACCIA21 Curriculum
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE ELEMENTI DI MECCANICA CLASSICA E DI ELETTROMAGNETISMO, 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’ELETTROMAGNETISMO, 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, AI CAMPI ELETTROSTATICO, MAGNETOSTATICO ED ELETTROMAGNETICO.

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 ELETTROMAGNETISMO.

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
A) STRUMENTI ELEMENTARI DI ALGEBRA, GEOMETRIA E TRIGONOMETRIA, CONOSCENZA DI FUNZIONI SEMPLICI E LORO GRAFICI, ELEMENTI DI ALGEBRA VETTORIALE, CONCETTI DI INFINITO E INFINITESIMO, SERIE DI TAYLOR COL SOLO APPROCCIO FORMALE.
B) IL CORSO NON PREVEDE PROPEDEUTICITÀ
Contenuti
PROGRAMMA DI MECCANICA (I SEMESTRE)

INTRODUZIONE AL CORSO E PREMESSE MATEMATICHE (3 ORE DI TEORIA E 2 ORE DI ESERCITAZIONE):
STRUMENTI MATEMATICI PER LO STUDIO DELLA FISICA. ALGEBRA VETTORIALE.
CINEMATICA (6 ORE DI TEORIA E 4 ORE DI ESERCITAZIONE):
MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO. MOTO IN CAMPO GRAVITAZIONALE. MOTO CIRCOLARE UNIFORMEMENTE ACCELERATO. DERIVATA DI UN VERSORE ROTANTE – FORMULA DI POISSON
DINAMICA DEL PM (15 ORE DI TEORIA E 10 ORE DI ESERCITAZIONE):
PRINCIPI FONDAMENTALI DELLA DINAMICA (NEWTON). SCHEMA SINOTTICO DELLE RELAZIONI FONDAMENTALI. ATTRITO DINAMICO E STATICO – LEGGE DI HOOKE. TEOREMA IMPULSO-Q.D.M.. TEOREMA LAVORO-ENERGIA CINETICA. LAVORO PER TRASLAZIONE E ROTAZIONE INFINITESIME. ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE ED ELASTICA. CAMPI CONSERVATIVI. MOTO CIRCOLARE VARIO. MOMENTO DI UN VETTORE, DI UNA FORZA, DELLA Q. DI MOTO. TEOREMA DEL MOMENTO ANGOLARE.
SISTEMI DI PUNTI MATERIALE E CORPI RIGIDI (12 ORE DI TEORIA E 8 ORE DI ESERCITAZIONE):
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 (CENNI). 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

PROGRAMMA DI ELETTROMAGNETISMO (II SEMESTRE)

PREMESSE MATEMATICHE (3 ORE DI TEORIA E 2 ORE DI ESERCITAZIONE):
OPERATORE NABLA E SUE APPLICAZIONI: GRADIENTE, DIVERGENZA E ROTORE. SUPERFICI E LINEE ORIENTATE E CHIUSE. CIRCUITAZIONE E FLUSSO. TEOREMA DELLA DIVERGENZA E DEL ROTORE.
ELETTROSTATICA (12 ORE DI TEORIA E 8 ORE DI ESERCITAZIONE):
CAMPO DI UNA CARICA PUNTIFORME E FORMULA DI COULOMB. FORZA CHE SI ESERCITA TRA DUE CARICHE. PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE E LINEARITÀ. CAMPO DI DISTRIBUZIONI DISCRETE E CONTINUE DI CARICA. CALCOLO DEL CAMPO CON LA FORMULAZIONE DI COULOMB. CONFRONTO CAMPO GENERATO DA SEGMENTO O DA ARCO DI CIRCONFERENZA CARICHI. CAMPI NEWTONIANI: CASO ELETTROSTATICO E ACUSTICO. FLUSSO DEL CAMPO ELETTROSTATICO E TEOREMA DI GAUSS. APPLICAZIONI. CIRCUITAZIONE E IRROTAZIONALITÀ. FLUSSO E SOLENOIDALITÀ. PROPRIETA’ DEI CAMPI CONSERVATIVI. POTENZIALE ELETTROSTATICO. ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA E PARALLELO CON L’ENERGIA POTENZIALE MECCANICA. INDUZIONE ELETTROSTATICA. DIPOLO ELETTRICO. PRIMA E SECONDA EQUAZIONE DI MAXWELL.
CONDENSATORI E CORRENTE ELETTRICA (3 ORE DI TEORIA E 2 ORE DI ESERCITAZIONE):
SISTEMI DI CONDUTTORI – CONDENSATORI. CAPACITA’. CORRENTE ELETTRICA E DENSITA’ DI CORRENTE. EFFETTI MACROSCOPICI DELLA CORRENTE: LEGGI DI OHM E EFFETTO JOULE. BIPOLI SERIE E PARALLELO
MAGNETISMO (9 ORE DI TEORIA E 6 ORE DI ESERCITAZIONE):
CAMPO DI INDUZIONE MAGNETICA - I FORMULA DI LAPLACE. CAMPO GENERATO DA SEGMENTO DI CORRENTE O DA ARCO DI CIRCONFERENZA. II FORMULA DI LAPLACE E FORZA DI LORENTZ. MOMENTO MECCANICO SU CIRCUITI PIANI. CIRCUITAZIONE DI B. LEGGE DI AMPÈRE. APPLICAZIONI. PROPRIETA’ DEI CAMPI SOLENOIDALI. TERZA E QUARTA EQUAZIONE DI MAXWELL.
CAMPI VARIABILI NEL TEMPO (9 ORE DI TEORIA E 6 ORE DI ESERCITAZIONE):
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA. FARADAY-NEUMANN-LENZ. AUTO E MUTUA INDUTTANZA. TEOREMA DI AMPERE-MAXWELL. EQUAZIONI DI MAXWELL IN CONDIZIONI NON STAZIONARIE, IN FORMA LOCALE E INTEGRALE. ONDE MECCANICHE, ACUSTICHE ED ELETTROMAGNETICHE. EQUAZIONI DIFFERENZIALI DI ALCUNI TIPI DI ONDE MONODIMENSIONALI. SOVRAPPOSIZIONE. PARAMETRI DESCRITTIVI PRINCIPALI. PRINCIPALI FENOMENI ONDULATORI.
Metodi Didattici
SVOLGIMENTO DI LEZIONI TEORICHE (8 CFU) E DI ESERCITAZIONI (4 CFU), 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 PER CIASCUN MODULO (I E II SEMESTRE). LA PROVA SCRITTA DI MECCANICA CONTIENE UNO O DUE PROBLEMI (A SECONDA DELLA DIFFICOLTA’) DI CINEMATICA, DINAMICA, STATICA. LA PROVA SCRITTA DI ELETTROMAGNETISMO CONTIENTE UNO O DUE PROBLEMI (A SECONDA DELLA DIFFICOLTA’) DI ELETTROSTATICA, MAGNETISMO, INDUZIONE ELETTROMAGNETICA. 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.
Testi
J. M. QUARTIERI & L. SIRIGNANO, “ELEMENTI DI MECCANICA”, CUES

J. M. QUARTIERI & L. SIRIGNANO, “ELEMENTI DI ELETTROMAGNETISMO”, CUA
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2021-02-19]