FISICA GENERALE 2

FISICA GENERALE 2

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Ultimo aggiornamento 09/05/2021 11:13
Codice
57049
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
12 cfu al 2° anno di 8758 FISICA (L-30) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
FIS/01
SEDE
GENOVA (FISICA )
periodo
Annuale
propedeuticita
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso di Fisica Generale 2 si articola in due parti. La prima è dedicata alla meccanica classica dei corpi rigidi, al moto in un campo centrale (per esempio gravitazionale) e alle collisioni tra particelle. La seconda alla termodinamica, alla teoria cinetica e alla meccanica dei fluidi.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce la conoscenza e comprensione di concetti ed elementi fondamentali della meccanica dei sistemi e della termodinamica, mettendone in evidenza le modelizzazioni utilizzate e i limiti di validita'

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell'insegnamento è quello di far conoscere e comprendere concetti fondamentali nei seguenti ambiti:

  • meccanica newtoniana dei sistemi estesi (fluidi e corpi rigidi),
  • moto di una particella in un campo centrale (in particolare il campo gravitazionale) e
  • diffusione classica.
  • termodinamica
  • teoria cinetica

Al termine dell'insegnamento lo studente:

  • conoscerà e avrà compreso i contenuti dell'insegnamento, come presentati dal docente sia attraverso le lezioni frontali sia attraverso eventuali e puntuali riferimenti bibliografici
  • saprà mettere in relazione i contenuti di questo insegnamento con i contenuti dell'insegnamento di Fisica Generale 1 (1o anno LT), con i contenuti di altri insegnamenti del 2o anno (come Chimica, Fisica Generale 3) e i diversi contenuti del corso di Fisica Generale 2 tra loro
  • saprà elaborare in modo autonomo riflessioni sul concetto di modello e sui suoi limiti di validità, riflessioni declinate via via sulle diverse parti del corso
  • saprà risolvere esercizi del tipo e della difficoltà di quelli presentati dai docenti durante lo svolgimento del corso
  • saprà discutere con il docente, utilizzando un linguaggio corretto e scientificamente appropriato, gli argomenti trattati
  • saprà studiare gli argomenti proposti attingendo da, e mettendo in relazione tra loro, fonti diverse quali gli appunti presi a lezione, i riferimenti bibliografici dati dai docenti ed eventuale materiale di approfondimento suggerito dai docenti

PREREQUISITI

Gli studenti devono avere buona dimestichezza con i contenuti dei corsi di Fisica Generale 1, Analisi Matematica 1, Algebra lineare e geometria analitica, in particolare con: analisi di funzioni; derivate ed integrali per funzioni con una variabile; equazioni differenziali lineari.

Modalità didattiche

Parte 1a

Moto di un corpo rigido: velocita’ angolare, tensore di inerzia, momento angolare di un corpo rigido, equazioni del moto di un corpo rigido, angoli di Eulero, trottola asimmetrica, corpi rigidi in contatto, moto in sistemi di riferimento non inerziali.

Integrazione delle equazioni del moto: moto in una dimensione, determinazione dell’energia potenziale a partire dal periodi di oscillazione, massa ridotta, moto in un campo centrale, problema di Keplero

Collisioni tra particelle: disintegrazione di particelle, collisioni elastiche, diffusione, formula di Rutherford, diffusione a piccoli angoli

Parte 2a

Sistemi termodinamici, principio zero e temperatura; calore e primo principio della termodinamica; diagrammi di fase ed equazioni di stato; applicazioni del primo principio ai gas ideali e ad altri sistemi; teoria cinetica; gas reali e cenni alle interazioni molecolari; secondo principio della termodinamica; macchine termiche; termodinamica assiomatica; potenziali termodinamici ed equilibrio termodinamico; coesistenza tra fasi e transizioni di fase, equazione di Clausius-Clapeyron; radiazione di corpo nero e trasmissione del calore.

Statica e dinamica dei fluidi puri omogenei.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso è erogato nella forma di lezioni frontali che comprendono:

  • presentazione dei contenuti alla lavagna
  • presentazioni power point
  • visione di filmati
  • esercizi svolti alla lavagna dal docente
  • attività di gruppo (per esempio, esercizi svolti dagli studenti a gruppi con la guida del docente o attività del tipo problem-based learning)
  • instant polling

TESTI/BIBLIOGRAFIA

 

  • Goldstein, Meccanica Classica - Zanichelli
  • Mazzoldi-Nigro-Voci  Fisica/Vol.I  - Edises
  • E. Fermi - Termodinamica - Bollati Boringhieri
  • R. G. Mortimer - Physical Chemistry - Elsevier
  • Mencuccini e Silvestrini - Fisica I: meccanica e termodinamica - Liguori
  • Mark W. Zemansky - Calore e termodinamica - Zanichelli
  • H. B. Callen - Termodinamica – Tamburini

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: L'orario di ricevimento è libero, previo appuntamento telefonico o via email. Dipartimento di Fisica, via Dodecaneso 33, 16146 Genova, piano 7, studio 704, telefono: 010 3536239, email: rossig@fisica.unige.it

Ricevimento: L'orario di ricevimento è libero, previo appuntamento telefonico o via email. Dipartimento di Fisica, via Dodecaneso 33, 16146 Genova piano 2, studio L202 telefono: 010 3536652 email: lea.dinoto@ge.infn.it  

Ricevimento: L'orario di ricevimento è libero, previo appuntamento telefonico o via email. Dipartimento di Fisica, via Dodecaneso 33, 16146 Genova piano 7, studio 709 telefono: 010 3536406 email: nicola.maggiore@ge.infn.it

LEZIONI

Modalità didattiche

Parte 1a

Moto di un corpo rigido: velocita’ angolare, tensore di inerzia, momento angolare di un corpo rigido, equazioni del moto di un corpo rigido, angoli di Eulero, trottola asimmetrica, corpi rigidi in contatto, moto in sistemi di riferimento non inerziali.

Integrazione delle equazioni del moto: moto in una dimensione, determinazione dell’energia potenziale a partire dal periodi di oscillazione, massa ridotta, moto in un campo centrale, problema di Keplero

Collisioni tra particelle: disintegrazione di particelle, collisioni elastiche, diffusione, formula di Rutherford, diffusione a piccoli angoli

Parte 2a

Sistemi termodinamici, principio zero e temperatura; calore e primo principio della termodinamica; diagrammi di fase ed equazioni di stato; applicazioni del primo principio ai gas ideali e ad altri sistemi; teoria cinetica; gas reali e cenni alle interazioni molecolari; secondo principio della termodinamica; macchine termiche; termodinamica assiomatica; potenziali termodinamici ed equilibrio termodinamico; coesistenza tra fasi e transizioni di fase, equazione di Clausius-Clapeyron; radiazione di corpo nero e trasmissione del calore.

Statica e dinamica dei fluidi puri omogenei.

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

Modalità d'esame

Prova scritta e orale

Modalità di accertamento

ESAME: scritto (completo o due parziali) + orale

Il voto finale è il risultato della valutazione complessiva (nel senso specificato nei punti successivi) delle prove scritte e di quella orale.

PROVA SCRITTA COMPLETA

La prova scritta completa consiste in quattro esercizi (2 per ogni metà del corso). Il tempo massimo a disposizione per la prova completa è di 4 ore. Le date delle prove scritte sono segnalate su Aulaweb e sul calendario degli esami sul sito dell’Ateneo. L'iscrizione alle prove scritte attraverso il sito di Unige è obbligatoria, si raccomanda gli studenti di controllare la data di termine delle iscrizioni.

Lo scritto è superato se la prova completa è valutata con un punteggio ≥ 18/32.

PROVE SCRITTE PARZIALI

Sono previste due prove parziali riservate agli immatricolati nell'a.a 2020-2021. La prima consiste in 2 esercizi di termodinamica/fluidi. La prima prova parziale potrà essere sostenuta a gennaio e/o a febbraio 2021. La seconda, che sarà contestuale alle prove complete di giugno e luglio 2021, in 2 esercizi di meccanica. Il tempo massimo a disposizione per le prove parziali è di 2 ore.

Se la prova di termodinamica/fluidi è superata con votazione ≥ 15/32, si ha diritto a sostenere anche la prova parziale relativa alla parte di meccanica. Se la seconda prova parziale è superata con votazione tale per cui la media aritmetica delle due prove è ≥ 18/32, lo scritto si intende complessivamente superato.

PROVA ORALE

A ciascuna prova scritta segue una prova orale. Durante la prova orale, il docente verifica la comprensione e la capacità di esposizione dei contenuti del corso attraverso domande che possono richiedere

  • lo svolgimento di un esercizio
  • l'analisi di una situazione reale che possa essere descritta con i modelli fisici presentata nel corso
  • l'esposizione e l'analisi di un modello e dei suoi limiti di validità
  • la dimostrazione di una relazione fisica

La durata della prova orale è discrezione del docente. I docenti comunicano data, ora e luogo della prova orale contestualmente o subito dopo la prova scritta.

ALTRE INFORMAZIONI

Non si concedono appelli straordinari, né scritti né orali.