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Oggetto:
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FISICA

Oggetto:

Physics

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Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN0613
Docenti
Prof. Marco Regis (Titolare del corso)
Prof. Andrea Chiavassa (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di Laurea in Scienze Geologiche
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
10
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Modulo 1: Conoscenze di base di matematica. Modulo 2: Familiarità con trigonometria e calcolo infinitesimale, conoscenze di base di calcolo vettoriale.
Module 1: Basic knowledge of mathematics. Module 2: Familiarity with trigonometry and infinitesimal calculus, basic vector calculation knowledge.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

 L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base di meccanica, termodinamica e di elettromagnetismo classico, ottica e onde con particolare riferimento ai punti con dirette implicazioni di tipo geologico. Inoltre si prefigge di dare strumenti concettuali di base per la valutazione degli errori e delle cifre significative in una misura, e di fornire un approccio rigoroso all’analisi di fenomeni complessi. 

 The course aims to provide the basic knowledge of mechanics, thermodynamics and classical electromagnetism, optics and waves with particular reference to points with direct geological implications. It also aims to provide basic conceptual tools for the evaluation of errors and significant figures in one measure, and to provide a rigorous approach to the analysis of complex phenomena.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

 

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine di questo insegnamento si dovranno possedere conoscenze di base relativamente a:
- Meccanica e fluidodinamica
- Termodinamica
- Elettromagnetismo classico
- Ottica e onde

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine di questo insegnamento si dovrà saper:
- utilizzare una terminologia appropriata nella descrizione delle tematiche sopraindicate;
- risolvere esercizi di base relativamente alle tematiche sopraindicate.

Autonomia di giudizio

Questo insegnamento fornirà le basi per poter formulare un giudizio sull’applicabilità di leggi di fisica classica a problemi fondamentali di geologia;

Abilità comunicative

Al termine di questo insegnamento si dovrà sapere:
- utilizzare il linguaggio matematico per descrivere un problema di fisica classica;
- saper presentare un’argomentazione di fisica classica, in particolare per le tematiche inerenti ad applicazioni di carattere geologico.

Capacità di apprendimento

Questo insegnamento permetterà di sviluppare le capacità di studio autonomo e di valutazione critica dei fondamenti fisici alla base di fenomeni geologici.

 

Knowledge and understanding
At the end of the course, the student will master basic knowledge about:
- Mechanics and Fluid dynamics
- Thermodynamics
- Classical electromagnetism
- Optics and waves

Applying knowledge and understanding
At the end of the course, the student will know how to:
- Employ a proper terminology to describe above mentioned topics;
- Solve basic exercises involving above mentioned topics.

Making judgements
At the end of the course, the student will be able to formulate a judgement on the application of classical physics laws to basic geological issues.

Communication skills
At the end of the course, the student will know how to:
- Employ a mathematical formalism to describe a problem concerning classical physics;
- Present a topic concerning classical physics, in particular focusing to the subjects related to geological applications.

Learning skills
At the end of the course, the student will develop the capability of self-study and self-evaluation concerning the fundamentals of physics behind geological phenomena.

Oggetto:

Programma

 

Concetti introduttivi
Metodo sperimentale in Fisica. Unità di misura e SI, grandezze scalari e vettoriali. Errori di misura, cifre significative. Calcolo vettoriale.
Cinematica del punto
Vettori posizione, velocità e accelerazione. Moti uni- e tridimensionali, moto rotatorio, accelerazione centripeta.
Dinamica del punto
Forza e massa, i tre principi della dinamica. Forza elastica, forza gravitazionale, forze di attrito radente. Lavoro ed energia cinetica.
Potenza. Forze conservative ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Quantità di moto. Momento angolare. Momento meccanico. Forze centrali. Principio di conservazione della quantità di moto e del momento angolare.
Dinamica dei sistemi
Centro di massa, estensione dei teoremi di conservazione ai sistemi
Di punti materiali. Urti tra due punti materiali, urto completamente anelastico, urto elastico. Dinamica del corpo rigido, moto del corpo rigido, energia cinetica, momento d’inerzia, teorema di Huygens-Steiner. Moti giroscopici. Stato di equilibrio di un corpo rigido.
Forza gravitazionale.
Leggi di Keplero, campo e potenziale gravitazionale. Moti orbitali. 
Velocità di fuga.
Meccanica dei solidi 
Sforzi e deformazioni; proprietà elastiche dei solidi; moduli di elasticità; carichi di rottura; tensori degli sforzi; tensori e sforzi principali.
Oscillazioni e onde 
Moti armonici, oscillatore armonico, smorzato, forzato. Risonanza. Onde nella materia, onde in una corda tesa, onde stazionarie, onde sonore.
Statica e dinamica dei fluidi
Pressione; sua variazione in un fluido a riposo nel campo gravitazionale; spinta di Archimede; Pascal; equazione di continuità; teorema di Bernoulli
Termodinamica
Variabili di stato macroscopiche. Scale di temperatura. Equazione di stato: gas perfetti e gas reali. Dilatazione termica. Capacità termica e calore specifico. Calori latenti. Il primo principio della termodinamica.
Lavoro e diagramma PV per un gas. Energia interna di un gas. Potenziali termodinamici. Capacità termiche di un gas perfetto. Le macchine termiche e il secondo principio della termodinamica. Reversibilità.
Entropia ed evoluzione.
Elettrostatica
Proprietà della carica elettrica, legge di Coulomb, teorema di Gauss, potenziale elettrico e condensatori.
Corrente elettrica
Legge di Ohm, leggi di Kirchhoff e circuiti.
Magnetismo
Definizione di campo magnetico, forze magnetiche su conduttori percorsi da correnti e teorema di Ampère.
Flusso magnetico
Legge di Faraday-Lenz, induttanza ed equazioni di Maxwell.
Proprietà magnetiche della materia.
Onde elettromagnetiche.
Ottica geometrica: specchi e lenti.
Ottica ondulatoria: interferenza e diffrazione

 

Introductory concepts
Experimental Method in Physics. Measuring units and SI, sizes
Scalars and vectors. Measurement errors, significant figures. Vector calculation.
Point kinematics
Vectors position, speed and acceleration. Single and three-dimensional,
Rotating motorcycle, centripetal acceleration.
Dynamic point
Strength and mass, the three principles of dynamics. Elastic force, strength
Gravitational, frictional friction forces. Work and kinetic energy.
Power. Conservative forces and potential energy. storage
Of mechanical energy. Amount of motorcycle. Angular momentum. Mechanical moment. Central Forces. Principle of Conservation
Of the amount of motion and the angular momentum.
Dynamics of systems
Mass center, extension of conservation theorems to systems
Material points. Shocks between two material points, bumping completely
Anelastic, elastic bump. Sturdy body dynamics, rigid body motion, kinetic energy, moment of inertia, Huygens-Steiner's theorem. Gyroscopic weather. Balance state of a rigid body.
Gravitational force.
Kepler's law, field and gravitational potential. Orbital weather.
Speed ​​of escape.
Mechanics of solids
Efforts and deformations; Elastic properties of the solids; Elasticity modules; Breaking loads; Stress tensors; Tensors and major efforts.
Swings and waves
Harmonious weather, harmonic oscillator, damped, forced. Resonance. Waves in matter, waves in a stretched string, stationary waves, sound waves.
Static and fluid dynamics
Pressure; Its variation in a fluid resting in the gravitational field; Archimedes push; Pascal; Continuity equation; Bernoulli's theorem
Thermodynamics
Macroscopic state variables. Temperature scales. Equation
Of state: perfect gas and real gas. Thermal expansion. Capacity
Heat and specific heat. Latent heat. The first principle of thermodynamics.
Work and PV diagram for a gas. Internal gas energy. Thermodynamic Potentials. Thermal capacities of a perfect gas. The thermal machines and the second 

principle of thermodynamics. Reversibility.
Entropy and evolution.
electrostatic
Electric charge property, Coulomb law, theorem of
Gauss, electrical potential and capacitors.
Electric current
Ohm's law, Kirchhoff's laws and circuits.
Magnetism
Definition of magnetic field, magnetic forces on conductor paths of current and Ampère theorem.
Magnetic flow
Faraday-Lenz Law, Maxwell's inductance and equations.
Magnetic properties of matter.
Electromagnetic waves.
Geometric optics: mirrors and lenses.
Wavelight: interference and diffraction

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Modalità di insegnamento

Questo insegnamento sarà erogato in presenza, secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con le eventuali disposizioni di carattere sanitario.

In caso tali disposizioni rendessero necessaria la trasmissione in streaming, questa avverrà tramite le pagine WebEx personali dei docenti:

unito.webex.com/meet/andrea.chiavassa (Modulo 1)

unito.webex.com/meet/marco.regis (Modulo 2)

 

La metodologia didattica impiegata consiste in:

MODULO 1:

Lezioni (N. ore): 32 
Esercitazioni (N. ore): 16

MODULO 2:

Lezioni (N. ore): 32
Esercitazioni (N. ore): 16

Part 1:
lectures 32 h
exercise 16 h
Part 2:
lectures 32 h
exercise 16 h

This course will be based on traditional lessons. Detailed information will be provided by the teacher mostly based on the public health recommendations.

If online teaching will be required, the blackboard lectures in the classroom will be replaced by recorded and live video lectures.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L' esame accerta l'acquisizione delle conoscenze tramite lo svolgimento di due prove scritte (una per modulo) della durata di 2 ore senza l'aiuto di appunti o libri. Le prove scritte consistono nella risoluzione di esercizi numerici o concettuali, simili a quelli proposti in aula e domande generali sugli argomenti trattati durante le lezioni. Per essere ammessi a sostenere la prova orale comune ai due moduli e' necessario ottenere nelle prove scritte un punteggio minimo di 15 punti. Dopo la correzione degli scritti, se entrambi i voti sono uguali o superiori a 18, si può accettare il voto che è la media dei due scritti senza sostenere la prova orale.
I due scritti devono essere sostenuti ad una distanza temporale inferiore ad un anno l’uno dall’altro. La prova orale del primo modulo consiste in una revisone del compito scritto in cui viene richiesto di approfondire le risposte fornite e in due domande di carattere generale che vanno sviluppate in modo discorsivo ed esauriente; la prova orale del secondo modulo si struttura analogamente al primo modulo, ma partendo con la presentazione di un argomento a scelta in caso di punteggio inferiore a 18. Se la prova orale non viene superata, si deve ripetere sia la prova scritta che la prova orale. La prova orale può essere sostenuta anche in appelli e sessioni successivi agli scritti purchè nello stesso anno accademico. 

Gli esami di profitto si svolgono in presenza. L'Ateneo organizzarà esami in modalità remota per gli studenti nelle seguenti condizioni:

  • poditivi al COVID-19
  • residenti all'estero se impossibilitati a rientrare in Italia a fronte di limitazioni agli spostamenti internazionali.

Assessed through a written test, which consists in the resolution of exercises similar to those proposed in the classroom and general questions about the topics discussed during the lessons, followed by an oral examination. To be eligible to the oral exam the student must get a minimum mark of 15/30. The student can accept the avearge mark of the written tests, if both are greater than or equal to 18/30, or he can take an oral test. The oral test of the first module consists in a review of the written task in which the student is asked to deepen the answers provided and in two general questions that must be developed in a discursive and exhaustive way; the oral exam of the second module is structured similarly to the first module, but starting with the presentation of a topic of choice in the case of a score lower than 18.
The two writings must be supported at a time interval less than one year from each other. The oral examination can also be supported in appeals and in other sessions but in the same academic year.

The exams are held in person. The University will organize exams remotely for students in the following conditions:

  • positive for COVID 19
  • resident abroad if unable to return to Italy due to restrictions on international travel 
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Attività di supporto

  • Strumentazione: Lavagna in ardesia; Lavagna Luminosa; Videoproiettore collegato a PC o notebook di postazione docente.
  • Materiale di consumo: trasparenze, gesso.

Testi consigliati e bibliografia

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I testi base consigliati per il corso sono:Serway e Jewett: Principi di Fisica - ed. EdiSES/ Halliday, Resnick e Krane: Fisica I -; ed. Ambrosiana. / P.A.Tipler: Corso di Fisica I e II -; ed. Zanichelli.

 The recommended books for the course are: Serway and Jewett: Principi di Fisica - ed. EdiSES / Halliday, Resnick and Krane: Fisica I -; ed. Ambrosiana / P.A.Tipler: Corso di Fisica I e II -; ed. Zanichelli.



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    21/02/2022 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    04/05/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 11/11/2022 10:59
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