Insegnamento FISICA GENERALE
| Nome del corso | Ingegneria edile-architettura |
|---|---|
| Codice insegnamento | GP004886 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Sara Palmerini |
| CFU | 8 |
| Regolamento | Coorte 2019 |
| Erogato | Erogato nel 2019/20 |
| Erogato altro regolamento | |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
FISICA I
| Codice | GP004892 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente responsabile | Sara Palmerini |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Base |
| Ambito | Discipline fisico-tecniche ed impiantistiche per l'architettura |
| Settore | FIS/01 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Grandezze fisiche e unità di misure. Grandezze scalari e vettoriali, nozioni di calcolo vettoriale. Cinematica mono e bidimensionale. Leggi di Newton e loro applicazioni. Lavoro ed Energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell'energia meccanica. Quantità di moto e urti. Moti rotazionali. Dinamica del corpo rigido. Centro di massa e moto di rotolamento. Oscillatore armonico semplice. Fluidodinamica. Introduzione alla termodinamica. |
| Testi di riferimento | Mazzoldi, Nigro, Voci, "ELEMENTI DI FISICA - Meccanica e Termodinamica" EdiSES Halliday-Resnick-Walke, "FONDAMENTI DI FISICA", Casa Editrice Ambrosiana Jewett -Serway,"PRINCIPI DI FISICA" EdiSES |
| Obiettivi formativi | Comprensione dei principi fondamentali della meccanica. Capacità di applicazione delle conoscenze teoriche nella risoluzione di semplici problemi sui temi oggetto del corso. |
| Prerequisiti | Notazione scientifica. Multipli e sottomultipli delle unità di misura. Equivalenze. Nozioni base di algebra vettoriale. Trigonometria. Studio di funzioni. Nozioni base di calcolo differenziale e integrale. Geometria euclidea. Geometria analitica. |
| Metodi didattici | Lezioni in aula ed esercitazioni su tutti gli argomenti del corso. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento Fisica prevede il superamento una prova scritta obbligatoria, che richiede la soluzione di 3 problemi a risposta aperta sugli argomenti trattati nel modulo di Fisica 1 e Fisica 2 (l'esame è congiunto) da svolgere complessivamente in 3 ore, ed una prova orale facoltativa per quegli studenti che, avendo superato con voto superiore a 18/30 la prova scritta, vogliano migliorare la valutazione. Le prove hanno lo scopo di verificare: i) la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso, ii) la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche (descrittore di Dublino 2), iii) l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche (descrittore di Dublino 3), iv) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta (descrittore di Dublino 4). |
| Programma esteso | CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE Moto rettilineo, velocità del moto rettilineo, accelerazione nel moto rettilineo, moto verticale del corpo, moto armonico semplice, moto rettilineo sborsato esponenzialmente, velocità e accelerazione in funzione della posizione. Moto nel piano: posizione e velocità, accelerazione nel piano, moto circolare, moto parabolico dei corpi, moto nello spazio, moto relativo rettilineo e nel piano. LEGGI DI NEWTON E LORO APPLICAZIONI ALLA DINAMICA DEL PUNTO Principio di inerzia. Leggi di Newton. Risultante delle forze ed equilibrio. Reazioni vincolari. Classificazione delle forze. Azione dinamica delle forze. Forza peso. Forza di attrito: statica, dinamica, viscosa. Piano inclinato. Forze elastica. Introduzione all'oscillatore armonico semplice. Forza Centripete. Moto di un punto materiale che percorre una curva piana e sopraelevata in assenza e presenza di attrito. Tensione di fili. Pendolo semplice e oscillatore armonico semplice. DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE Quantità di moto e impulso. Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica. Lavoro di una forza di attrito radente. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Conservazione della quantità di moto. FENOMENI DI URTO E LEGGI DI CONSERVAZIONE Quantità di moto e impulso. Conservazione della quantità di moto. Urti tra 2 punti materiali. Urto completamente anelastico, urto elastico, urto anelastico. Momento angolare. Urti tra punti materiali e corpi estesi. CINEMATICA E DINAMICA DI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI Moti relativi. Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. Sistemi di punti. Forza interne e forze esterne. Centro di massa. Teorema del moto del centro di massa. Conservazione della quantità di moto. Teorema del momento angolare. Conservazione del momento angolare. Sistema di riferimento del centro di massa. Teoremi di Koenig. STATICA E DINAMICA DEL CORPO RIGIDO E DEI CORPI ESTESI Proprietà di un corpo rigido. Corpo continuo. Densità e posizione del centro di massa. Moto di un corpo rigido. Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale. Momento di inerzia. Teorema di Huygen-Steiner. Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. Equilibrio statico del corpo rigido.Pendolo composto. Moto di puro rotolamento. Pendolo di torsione e cenni alle proprietà elastiche dei solidi. INTRODUZIONE ALLA FLUIDODINAMICA Fluidi. Pressione. Equilibrio statico di un fluido. Principio di Archimede. Legge di Stevino Viscosità e attrito viscoso. Fluido ideale. Regime stazionario. Portata. Teorema di Bernoulli. Cenni al moto vorticoso: il numero di Reynolds. PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Sistemi e stati termodinamici. Equilibrio termodinamico. Principio dell'equilibrio termico. Temperatura e calore. Esperimenti di Joule. Sistemi adiabatici. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Trasformazioni termodinamica. Lavoro e Calore. Calorimetria. GAS IDEALI E REALI Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Trasformazioni di gas e lavoro. Calori specifici. Energia interna del gas ideale. Diagramma PV e diagramma PT. Trasformazioni termodinamiche su piano di Clapeyron. Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot. Gas reali. Equazione di stato. Energia interna ed entalpia. Teoria cinetica dei gas. Significato cinetico della temperatura. Gas reali: equazione di stato ed energia interna. TERZO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Enunciati del secondo principio. Reversibilità e irreversibilità. Teorema di Carnot. Temperatura assoluta. Terzo principio della termodinamica. Teorema di Clausius. L'entropia. Il principio di annullamento dell'entropia. Entropia del gas ideale. |
FISICA II
| Codice | GP004893 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Maura Graziani |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Base |
| Ambito | Discipline fisico-tecniche ed impiantistiche per l'architettura |
| Settore | FIS/01 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Forza elettrostatica. Campo elettrostatico. Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico. La legge di Gauss. Conduttori. Dielettrici. Energia elettrostatica. Corrente elettrica. Campo magnetico. Forza magnetica. Sorgenti del campo magnetico. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. |
| Testi di riferimento | Mazzoldi, Nigro, Voci, "ELEMENTI DI FISICA - Elettromagnetismo e onde" EdiSES Halliday-Resnick-Walke, "FONDAMENTI DI FISICA", Casa Editrice Ambrosiana Jewett -Serway,"PRINCIPI DI FISICA" EdiSES |
| Obiettivi formativi | Fornire agli studenti le basi per la comprensione dei principi fondamentali dell'elettromagnetismo a partire dalla osservazione dei fenomeni elettromagnetici naturali. Le principali conoscenze acquisite riguarderanno: - Forza elettrostatica. Campo elettrostatico - Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico - La legge di Gauss - Conduttori. Dielettrici. Energia elettrostatica - Corrente elettrica - Campo magnetico. Forza magnetica - Sorgenti del campo magnetico. - Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo Le principali abilità saranno: - saper riconoscere le leggi fisiche che governano i fenomeni naturali, - saper applicare le leggi dell'elettromagnetismo alla soluzione di problemi di notevole rilevanza pratica. |
| Prerequisiti | Gli argomenti del modulo di Fisica I (campi di forze, energia, lavoro, campi conservativi) e abilità avanzate di analisi matematica (tecniche di integrazione, semplici sviluppi in serie). |
| Metodi didattici | Lezioni in aula ed esercitazioni su tutti gli argomenti del corso. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento Fisica prevede il superamento una prova scritta obbligatoria, che richiede la soluzione di 3 problemi a risposta aperta sugli argomenti trattati nel modulo di Fisica 1 e Fisica 2 (l'esame è congiunto) da svolgere complessivamente in 3 ore, ed una prova orale facoltativa per quegli studenti che, avendo superato con voto superiore a 18/30 la prova scritta, vogliano migliorare la valutazione. Le prove hanno lo scopo di verificare: i) la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso, ii) la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche (descrittore di Dublino 2), iii) l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche (descrittore di Dublino 3), iv) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta (descrittore di Dublino 4). |
| Programma esteso | FORZA ELETTROSTATICA, CAMPO ELETTROSTATICO, POTENZIALE ELETTROSTATICO Cariche elettriche, isolanti e conduttori, struttura elettrica della materia, legge di Coulomb, campo elettrostatico, linee di forza del campo elettrostatico, moto di una carica nel campo elettrostatico. Lavoro della forza elettrica, calcolo del potenziale elettrostatico, energia potenziale elettrostatica. TEOREMA DI GAUSS Campo elettrostatico indotto da distribuzioni di carica continue. Moto di una carica in un campo elettrostatico. Calcolo del potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Dipolo elettrico. Flusso del campo elettrostatico. Teorema di Gauss. CONDUTTORI E DIELETTRICI Dimostrazione del teorema di Gauss e sue applicazioni. Divergenza del campo elettrostatico. Conduttori in equilibrio. Conduttori cavi e schermo elettrostatico. Condensatori, collegamento in serie e in parallelo. Energia del condensatore e del campo elettrostatico. Dielettrici: costante dielettrica e polarizzazione. Equazioni generali dell'elettrostatica in presenza di dielettrici. CORRENTE ELETTRICA E CIRCUITI Conduzione elettrica. Corrente elettrica e densità di corrente. Legge di Ohm. Resistori in serie e parallelo. Forza elettromotrice. Carica e scarica di un condensatore. Circuiti RC in corrente continua. Leggi di Kirchhoff. CAMPO MAGNETICO E FORZA MAGNETICA Interazione magnetica. Campo magnetico. Elettricità e magnetismo. Forza magnetica su una carica in moto e su un filo percorso da corrente. Momenti meccanici su circuiti piani. Effetto Hall. Moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme. Esempi: selettore di velocità, spettrometri di massa, ciclotrone. SORGENTI DEL CAMPO MAGNETICO. LEGGE DI AMPERE. PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA Campo magnetico prodotto da una corrente. Campi magnetici prodotti da circuiti. Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente. Legge di Ampère. Proprietà magnetiche della materia. Permeabilità e suscettività magnetica. Meccanismi di magnetizzazione e correnti amperiane. Legge di Gauss per il campo magnetico. Equazioni generali della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Legge di Faraday Neumann Lentz. Campo elettrico indotto e f.e.m. indotta. Applicazioni della legge di Faraday: generatore di corrente continua, generatore di corrente alternata, misure del campo magnetico. Autoinduzione. Extra correnti di apertura e chiusura di un circuito induttivo. Energia magnetica. Mutua induzione. Legge di Ampere Maxwell. Equazioni di Maxwell: forma integrale, forma differenziale, significato fisico. Conservazione della carica elettrica e equazione di continuità. CORRENTI ALTERNATE Oscillazioni elettriche. Circuiti in corrente alternata. Circuiti RLC. Risonanza. Potenza dei circuiti in corrente alternata. Principio di funzionamento di un trasformatore. ONDE ELETTROMAGNETICHE Introduzione alle onde elettromagnetiche. Onde piane. Energia di un'onda elettromagnetica Vettore di Poynting. Polarizzazione di un'onda. |