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FISICA

Claudio GUARNACCIA FISICA

0612100004
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA CIVILE
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2022
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
12120LEZIONE
CLAUDIO GUARNACCIA T Curriculum
MICHELE GUIDA Curriculum
Obiettivi
OBIETTIVO GENERALE
IL CORSO HA L’OBIETTIVO DI SVILUPPARE IL SENSO FISICO E LA CAPACITÀ DI "PROBLEM SOLVING", DI RENDERE LO STUDENTE CAPACE DI AFFRONTARE UN PROBLEMA FISICO CON LA CORRETTA METODOLOGIA E CON GLI STRUMENTI FISICI E MATEMATICI APPROPRIATI, E DI TRASMETTERE I CONCETTI FONDAMENTALI DELLA FISICA, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO A QUANTO RICORRE NEL CORSO DI STUDI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
LO STUDENTE:
- ACQUISIRÀ LA CONOSCENZA DEGLI ELEMENTI DI MECCANICA CLASSICA E DI ELETTROMAGNETISMO, CHE HANNO RILEVANZA PER L’INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE, CON PARTICOLARE RIGUARDO ALLA METODOLOGIA SCIENTIFICA;
- ACQUISIRÀ LE BASI FISICHE PER LO STUDIO DEGLI INSEGNAMENTI DI LIVELLO SUPERIORE.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI:
- SAPER INDIVIDUARE I FENOMENI FISICI CONCRETI A CUI APPLICARE LE CONOSCENZE TEORICHE ACQUISITE;
- SAPER FARE COLLEGAMENTI TRA I MODELLI FISICI TEORICI E I PROBLEMI APPLICATIVI DI INTERESSE INGEGNERISTICO.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI:
- DISCERNERE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER ANALIZZARE LE PROBLEMATICHE PROSPETTATE;
- VALUTARE LE PROCEDURE DI RISOLUZIONE DEI PROBLEMI PROPOSTI USANDO LE TECNICHE MATEMATICHE PIÙ CONVENIENTI.

ABILITÀ COMUNICATIVE
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI:
- COMUNICARE, IN FORMA SCRITTA E 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 SARÀ IN GRADO DI:
- APPLICARE LE DIVERSE CONOSCENZE ACQUISITE DURANTE L'INSEGNAMENTO A CONTESTI ANCHE APPARENTEMENTE DIFFERENTI DA QUELLI CANONICI;
- APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO APPROCCI DIVERSI E COMPLEMENTARI.
Prerequisiti
A) L’INSEGNAMENTO NON PREVEDE PROPEDEUTICITÀ
B) L’INSEGNAMENTO PREVEDE LA CONOSCENZA DI STRUMENTI ELEMENTARI DI ALGEBRA, GEOMETRIA E TRIGONOMETRIA, LA CONOSCENZA DI FUNZIONI SEMPLICI E DEI LORO GRAFICI, E LA FAMILIARITÀ CON ELEMENTI DI ALGEBRA VETTORIALE.
Contenuti
PROGRAMMA DEL I SEMESTRE, MECCANICA (6 CFU, 60 ORE)
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 – PRIMA PARTE (10 ORE DI TEORIA E 5 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.
DINAMICA DEL PM – SECONDA PARTE (5 ORE DI TEORIA E 5 ORE DI ESERCITAZIONE): 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 E SUE PROPRIETÀ. 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.
PROGRAMMA DEL II SEMESTRE, ELETTROMAGNETISMO (6 CFU, 60 ORE)
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 IN DIVERSE CONFIGURAZIONI. EQUIVALENZA ARCO-LINEA. 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. PRINCIPALI FENOMENI ONDULATORI.
Metodi Didattici
SVOLGIMENTO DI LEZIONI TEORICHE (CIRCA 8 CFU) E DI ESERCITAZIONI (CIRCA 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, ENERGIA. 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
Orari Lezioni

  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-18]