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FISICA

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Physics

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN0613
Docenti
Dott. Marco Regis (Titolare del corso)
Prof. Andrea Chiavassa (Titolare del corso)
Prof. Roberto Covarelli (Titolare del corso)
Corso di studi
Corso di Laurea in Scienze Geologiche
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
10
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'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.
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Sommario insegnamento

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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.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 Acquisizione delle conoscenze di base degli argomenti citati negli obiettivi formativi, e quindi di meccanica, termodinamica, elettromagnetismo classico, ottica e onde. Capacità di comprendere l’applicazione di tali argomenti a problemi fondamentali di geologia.

 Acquiring the basic knowledge of the topics mentioned in the training objectives, and therefore of mechanics, thermodynamics, classical electromagnetism, optics and waves. Ability to understand the application of such topics to fundamental geological problems.

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Modalità di insegnamento

La metodologia didattica impiegata consiste in:

MODULO 1:

Lezioni frontali (N. ore): 32 
Esercitazioni in classe (N. ore): 16

MODULO 2:

Lezioni frontali (N. ore): 32
Esercitazioni in aula (N. ore): 16

 

Modul 1:
lectures 32 h
exercise 16 h
Modul 2:
lectures 32 h
exercis 16 h

 

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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, lo studente puo' accettare il voto che e' 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 consiste in una revisone del compito scritto in cui viene richiesto allo studente di approfondire le risposte fornite e in due domande di carattere generale che vanno sviluppate in modo discorsivo ed esauriente; alla fine del colloquio la Commissione valuta se modificare il giudizio ottenuto allo scritto. Se lo studente non supera l'orale deve ripetere sia le prove scritte che la prova orale. La prova orale puo' essere sostenuta anche in appelli e sessioni successivi agli scritti purche' nello stesso anno accademico.
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 consists of a review of the written assignment asking the student to deepen the answers given and two general questions that need to be developed in a discursive and exhaustive way. At the end of the interview, the Commission makes a new judgement.
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.

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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.
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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

Testi consigliati e bibliografia

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

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



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Ultimo aggiornamento: 16/01/2018 12:23
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