FISICA GENERALE - MOD. FIS/03

FISICA GENERALE - MOD. FIS/03

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iten
Codice
80530
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
6 cfu al 1° anno di 8713 INGEGNERIA BIOMEDICA (L-8) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
FIS/03
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA BIOMEDICA )
periodo
Annuale
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso si prefigge di fornire agli studenti una conoscenza di base della meccanica classica, della termodinamica e dell'elettromagnetismo nel vuoto.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Corso di base di fisica classica: Meccanica Newtoniana, sistemi di riferimento inerziali, equazioni cardinali, lavoro energia, forze conservative. Termodinamica: sistemi termodinamici, primo e secondo principio, macchine termiche e rendimenti.

Elettromagnetismo, nel vuoto: Elettrostatica dei conduttori, correnti e campo magnetico, induzione elettromagnetica, Equazioni di Maxwell in forma integrale.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

In quanto insegnamento di base gli obiettivi formativi sono quelli di dare agli studenti gli strumenti per creare modelli di un fenomeno e determinare a partire da essi le grandezze fisiche di base inerenti il fenomeno stesso. I fenomeni sono studiati relativamente alle grandezze fisiche (accelerazione e velocita', forza, energia, lavoro, quantita' di moto angolare, impulso...) in essi misurabili e alla relazione tra di esse, eventualmente variabili nel tempo.

Modalità didattiche

Lezioni frontali alla lavagna e con proiezione di diapositive.

Risoluzione guidata di esercizi e problemi d'esame.

PROGRAMMA/CONTENUTO

MECCANICA DEL PUNTO MATERIALE

Grandezze fisiche e sistemi di unità di misura

CINEMATICA

Definizione di velocità ed accelerazione. Loro espressione in un sistema di coordinate cartesiane ortogonali.

Moto rettilineo uniformemente accelerato.

Moto rettilineo uniforme.

Moto piano generico e composizione dei movimenti (Es.: moto del proiettile)

Moto circolare: coordinate cartesiane e coordinate polari.

Derivata di un versore. Definizione di prodotto vettoriale di due vettori.

Velocità ed accelerazione angolare.

DINAMICA

Leggi di Newton.

Sistemi di riferimento inerziali.

Esempi di leggi della forza.

Forza d’attrito statico e dinamico

Forza elastica e legge di Hooke.

Definizione di prodotto scalare. Lavoro di una forza. Teorema lavoro-energia

Forze conservative e non conservative.

Conservazione dell’energia meccanica.

Energia potenziale. Calcolo dell’energia potenziale per forza peso e per la forza elastica.

Definizione di  quantità di moto e  momento angolare per un punto materiale.

Relazione tra momento angolare e momento delle forze.

Il moto del pendolo semplice.

MECCANICA DEI SISTEMI

Dinamica dei sistemi: I  e II equazione cardinale

Teorema lavoro energia per i sistemi di punti materiali.

Urti elastici e totalmente anelastici: caso generale e caso 1 dimensionale.

Moto dei corpi rigidi: introduzione e classificazione dei tipi di moto.

Quantità di moto e momento angolare per moti di traslazione e rotazione

Relazione tra momento assiale ed accelerazione angolare

Energia cinetica nel moto rotatorio e roto-traslatorio.

Moto di puro rotolamento. Dinamica del moto di puro rotolamento.

Lavoro per un corpo rigido.

Moto giroscopico.

TERMODINAMICA

Introduzione ai sistemi termodinamici. Sistemi aperti e chiusi. Variabili termodinamiche. Regola di Gibbs.

Principio zero della termodinamica e scale termometriche.

Leggi di Boyle e Gay Lussac. Interpretazione cinetica della temperatura

Energia interna.

Primo principio della termodinamica.

Definizione di calore specifico.

Relazione tra calore specifico a pressione e volume costante per un gas perfetto.

Calore specifico per gas perfetto monoatomico

Calore specifico per gas perfetto biatomico e per un solido.

Lavoro e calore in trasformazioni quasi statiche di gas perfetto:

 isobara, isocora, isoterma ed adiabatica

Conduzione del calore: conduzione e irraggiamento.

Calore latente in passaggi di stato.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Si consiglia:

W. Edward Gettys, Frederick J. Keller, Malcolm J. Skove: Fisica classica e moderna Volume 1 (Meccanica termodinamica onde) Edito da McGraw-Hill

Alternativamente, qualsiai testo universitario di Fisica Generale comprendente le parti incluse nel programma potrà essere utilizzato.

Sono inoltre disponibili su Aulaweb diverse  trasparenze riepilogative del programma svolto nonchè una collezione delle prove d'esame assegnate negli ultimi anni.

SI RACCOMANDA L'USO DI UN LIBRO DI TESTO DI LIVELLO UNIVERSITARIO  E LA SOLUZIONE DEGLI ESERCIZI PROPOSTI.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento da richiedere per email a: vattuone@fisica.unige.it  

Commissione d'esame

GUIDO GAGLIARDI (Presidente)

LUCA VATTUONE (Presidente)

GIULIA ROSSI (Presidente)

MARCO SMERIERI

MARIO AGOSTINO ROCCA

ANDREA CELENTANO

GIOVANNI CARRARO

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali alla lavagna e con proiezione di diapositive.

Risoluzione guidata di esercizi e problemi d'esame.

ESAMI

Modalità d'esame

L’esame consiste di una prova scritta e di una prova orale.

La prova scritta d’esame consiste di quattro esercizi: due esercizi di meccanica + un esercizio termodinamica + un esercizio di elettromagnetismo.
Il tempo massimo a disposizione è di quattro ore.
Alla fine del primo semestre ed alla fine del secondo verrà effettuata una prova parziale sulla parte di programma corrispondente. Tali prove (se superate, vedi sotto) consentono l’ammissione alla prova orale.
Si è ammessi alla prova orale con una votazione complessiva dello scritto maggiore o uguale a 15/30 e con nessuna delle due parti inferiore a 12/30. Il candidato può scegliere di ripetere lo scritto se non soddisfatto del risultato. In occasione degli appelli d’esame, lo studente può anche ripetere solo una qualsiasi delle due parti, consegnando dopo due ore anziché dopo quattro ore dall’inizio dell’esame.
In ogni caso la consegna dell’ultima prova sostenuta (parziale o totale che sia) annulla i risultati precedenti corrispondenti.
Le prove scritte – totali o parziali – saranno valide per l’ammissione alle prove orali fino alla sessione di esame corrispondente dell’anno accademico successivo compreso.
Ad esempio, una appello scritto parziale superato con un voto maggiore di 12/30 nella sessione estiva dell’anno accademico 2014/15 potrà essere usato per fare la media con un altro appello scritto parziale successivamente sostenuto fino alla sessione estiva dell’anno accademico 2015/16 inclusa; altro esempio: un appello scritto superato nella sessione invernale 2014/15 permetterà l’ammissione all’esame fino alla sessione invernale 2015/16 inclusa. Le prove parziali (“compitini”) di entrambi i moduli si intendono entrambe sostenute nella sessione estiva dell’anno accademico corrispondente – ad esempio, un “compitino” sostenuto con esito positivo alla fine del modulo di meccanica dell’anno accademico 2014/15 sarà valido fino alla sessione estiva dell’anno accademico 2015/16 inclusa. “
Qualora lo studente non superi la prova orale deve ripetere la prova scritta nella sua totalità. Durante la prova scritta non è concesso l'uso di alcun testo. Sarà a disposizione il formulario, scaricabile anche da aula web.
Le date dell’orale per ciascuna sessione saranno comunicate durante la prova scritta, e saranno annunciate su aulaweb come pure i risultati delle prove scritte. Gli orali saranno sostenuti previa prenotazione su aulaweb, in assenza della quale occorrerà prendere appuntamento con i docenti.

 

Modalità di accertamento

La prova scritta verifica il grado di apprendimento verificando la capacità di soluzione di esercizi sulle diverse parti del programma.

Di norma gli esercizi di meccanica sono comuni a gran parte dei corsi di Fisica Generale della Scuola Politecnica.

La prova orale verifica il grado di conoscenza e comprensione degli argomenti oggetto del programma, la capacità di esporre in modo chiaro e preciso  le conoscenze acquisite e la capacità di applicare tali conoscenze alla risoluzione di problemi.

La capacità di modellizzazione di un problema reale e la coscienza delle approssimazioni eventualmente coinvolte è apprezzata in sede di determinazione del voto finale.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
09/01/2020 09:00 GENOVA Scritto
13/02/2020 09:00 GENOVA Scritto
18/06/2020 09:00 GENOVA Scritto
09/07/2020 09:00 GENOVA Scritto
10/09/2020 09:00 GENOVA Scritto