Programma

Fondamenti di Fisica
prof. F. Bruni

Syllabus

I riferimenti corrispondono a:
(A) Principi di Fisica, Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford. vol. 1. Pearson (2015)
(B) Appunti delle lezioni e video disponibili su:
- OneDrive
- Canale del corso su Microsoft Teams

Modulo A: Equilibrio Meccanico e Termico. Deformazione, Elasticità e Espansione termica.

1. Equilibrio ed Elasticità. Equilibrio traslazionale e rotazionale. Forza e momento di una forza.
Leggere: (A) Capitolo 11, 11.1 -11.5. Capitolo 8, 8.5. Capitolo 10, 10.1. Capitolo 1, 1.7-1.10.

2. Temperatura e Calore. Espansione termica. Meccanismi di trasferimento del calore. Numero di Rayleigh. Tempo per raggiungere equilibrio termico.
Leggere: (A) Capitolo 17, 17.1, 17.4, 17.5, 17.7.
(B) Appunti delle lezioni: Quanto tempo per raggiungere equilibrio termico? Introduzione alle equazioni differenziali.

Modulo B: Termodinamica e Dinamica dei Fluidi.

1. Calorimetria e transizioni di fase. Fasi della materia. Sistemi termodinamici. Energia interna e prima legge della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Macchine termiche e frigorifere.
Leggere: (A) Capitolo 17, 17.6. Capitolo 18, 18.1, 18.4, 18.6. Capitolo 19, 19.1 - 19.8. Capitolo 20, 20.1, 20.2, 20.4.

2. Meccanica dei Fluidi. Regime laminare e turbolento. Numero di Reynolds. Viscosità. Fluidi reali come modello per il traffico veicolare.
Leggere: (A) Capitolo 12, 12.1 - 12.6.
(B) Appunti delle lezioni

Modulo C: Leggi di Conservazione.

1. Lavoro ed energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia. Energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica. Forze conservative e non conservative. Forza di attrito.
Leggere: (A) Capitolo 6, 6.1- 6.4. Capitolo 7, 7.1 -7.6. Capitolo5, 5.3.

2. Quantità di moto e Impulso. Conservazione quantità di moto. Analisi del moto: traslazioni, rotazioni, e rotolamento. Momento angolare e sua conservazione.
Leggere: (A) Capitolo 8, 8.1- 8.5. Capitolo 3, 3.1-3.4. Capitolo 5, 5.4. Capitolo 9, 9.1-9.5. Capitolo 10, 10.2-10.6.

3. Moto armonico semplice. Onde longitudinali. Suono e udito. Onde longitudinali in un fluido e in un solido. Intensità, pressione sonora e livello di intensità del suono.
Leggere: (A) Capitolo 14, 14.1-14.3, 14.6. Capitolo 15, 15.1-15.3, Capitolo 16, 16.1-16.3.

Testi Adottati

(A) Principi di Fisica, Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford. vol. 1. Pearson (2015)
(B) Appunti delle lezioni e video disponibili su:
- OneDrive
- Canale del corso su Microsoft Teams

Bibliografia Di Riferimento

(A) Principi di Fisica, Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford. vol. 1. Pearson (2015) (B) Appunti delle lezioni e video disponibili su: - OneDrive - Canale del corso su Microsoft Teams

Modalità Erogazione

Il corso si basa su lezioni frontali, esercitazioni, e prove intermedie di verifica dell'apprendimento. Il corso si avvale della piattaforma MasteringPhysics (www.pearson.it, codice di accesso fornito nel libro di testo) che permette la verifica continua dell'apprendimento tramite la somministrazione di tutorial, video dimostrativi, esercizi e problemi. Durante il semestre di svolgimento del corso verranno assegnati degli esercizi, con cadenza circa settimanale, e delle prove in itinere (3, come il numero di moduli in cui è suddiviso il programma), per verificare il livello di comprensione e preparazione degli studenti. Esercizi e prove in itinere verranno svolti a casa, usando la piattaforma MasteringPhysics.

Modalità Frequenza

La frequenza è obbligatoria per il 75% delle ore (vedi Regolamento didattico) e verificata con le prove intermedie.

Modalità Valutazione

Oltre alle prove in itinere, la valutazione finale e complessiva è basata su una prova scritta e una prova orale. La prova orale è determinante per l'attribuzione del voto finale. La prova scritta consiste nello svolgimento di 4 problemi per ognuno dei moduli del corso, ogni modulo con un suo voto indipendente (6 punti ciascuno, voto minimo 3), ed è finalizzata a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti reali. Al punteggio della prova scritta verrà aggiunto il punteggio delle prove in itinere (max 1 punto per ogni modulo), e il risultato sarà un voto compreso tra 9 e 21. Si viene ammessi alla prova orale se la somma dei voti delle prove in itinere e della prova scritta è maggiore o uguale a 15 (voto di ammissione alla prova orale). La prova orale consiste nella realizzazione e discussione di un esperimento, un modello, un plastico,...basato su concetti ed equazioni viste nel corso di Fisica. Scopo di questa prova è di valutare la capacità dello studente di descrivere quantitativamente, con stime e previsioni, un fenomeno, un processo, o il risultato di un esperimento. La valutazione di questa prova corrisponde ad un punteggio compreso tra 1 e 10, che verrà sommato al voto di ammissione alla prova orale. Gli studenti non ammessi alla prova orale (somma dei voti delle prove in itinere e prova scritta minore di 15) devono raggiungere il voto minimo per l’ammissione (15) migliorando uno o più voti presi per i singoli moduli, in occasione delle date di esame. La validità dei voti delle prove in itinere e della prova scritta è di 1 anno accademico.

Programma

I riferimenti ai libri di testo corrispondono a:
Principi di Fisica, Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford. vol. 1. Pearson (2015)
Appunti delle lezioni su TEAMS del corso

Parte A: Equilibrio Meccanico e Termico. Deformazione, Elasticità e Espansione termica. Densità di Energia.

1. Equilibrio ed Elasticità. Equilibrio traslazionale e rotazionale. Forza e momento di una forza.
Leggere: (A) Capitolo 11, 11.1 -11.5. Capitolo 8, 8.5. Capitolo 10, 10.1. Capitolo 1, 1.7-1.10.
2. Temperatura e Calore. Espansione termica. Meccanismi di trasferimento del calore. Numero di Rayleigh.
Leggere: (A) Capitolo 17, 17.1, 17.4, 17.5, 17.7.


Parte B: Termodinamica e Conservazione energia. Meccanica dei Fluidi

1. Calorimetria e transizioni di fase. Fasi della materia. Sistemi termodinamici. Energia interna e prima legge della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Macchine termiche e frigorifere.
Leggere: (A) Capitolo 17, 17.6. Capitolo 18, 18.1, 18.6. Capitolo 19, 19.1 - 19.7.
2. Meccanica dei Fluidi. Regime laminare e turbolento. Numero di Reynolds. Viscosità. Fluidi reali.
Leggere: (A) Capitolo 12, 12.1 - 12.6.


Parte C: Leggi di Conservazione. Conservazione energia. Moto armonico

1. Leggi di Conservazione. Lavoro ed energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia. Forze conservative e non conservative. Forza ed energia potenziale. Traslazioni, rotazioni, rotolamento.
Leggere: (A) Capitolo 1, 1.10. Capitolo 6, 6.1 - 6.4. Capitolo 7, 7.1 - 7.4. Capitolo 5, 5.3. Capitolo 8, 8.1 - 8.4. Capitolo 10, 10.2-10.6.
2. Moto armonico semplice.
Leggere: (A) Capitolo 14, 14.6.

Inoltre appunti delle lezioni e slide fornite dal docente

Testi Adottati

A. University Physics with modern Physics Technology updates, Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford. Pearson
B. slide delle lezioni su TEAMS

Bibliografia Di Riferimento

Vedere parte precedente

Modalità Erogazione

Il corso, che è costituto da lezioni frontali ed esercitazioni, si svolge in presenza. Per comprovate esigenze degli studenti, che risultano positivi al COVID e/o a causa della raggiunta capacità massima delle aule, gli studenti hanno comunque la possibilità di seguire il corso tramite piattaforma Teams. Il corso si svolge impiegando diverse piattaforme: Teams e MasteringPhysics , ognuna per svolgere specifiche attività. Teams: la piattaforma verrà utilizzata per formare la classe e per la comunicazione con gli studenti tramite email o creazione di forum su determinati argomenti. Verranno inoltre effettuate lezioni in diretta e verranno creati appositi gruppi per dubbi su lezioni o esercizi; ricevimento studenti MasteringPhysics: la piattaforma sarà utilizzata per far esercitare gli studenti e per verificare il grado di apprendimento.

Modalità Frequenza

Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 75% delle lezioni

Modalità Valutazione

Tutte le informazioni sul corso, in particolare sul libro di testo, il programma e il materiale didattico sono reperibili sul corso TEAMS, nella cartella FILE. Il corso si avvale inoltre della piattaforma web MasteringPhysics, usata per proporre agi studenti tutorial, video dimostrativi, esercizi e problemi, e test di esonero e di esame. Istruzioni su come accedere, come e dove trovare le credenziali di accesso, si trovano nel documento nella cartella FILE del corso TEAMS. Durante il semestre di svolgimento del corso, verranno proposte delle prove in itinere (3, come il numero di moduli in cui è suddiviso il programma), per verificare il livello di comprensione e preparazione degli studenti. Queste prove vengono svolte usando la piattaforma MasteringPhysics. A seconda del risultato, ogni studente potrà essere "esonerato", o "da valutare", o "non esonerato". Il significato di "esonerato" e "non esonerato" è evidente, "da valutare" vuol dire che occorrerà valutare l'esito della prova in itinere in questione dopo aver svolto tutte e tre le prove in itinere. Ad ogni prova in itinere con il risultato di "esonerato" verranno aggiunti, al punteggio della prova, i punti bonus guadagnati svolgendo gli esercizi da fare a casa assegnati con cadenza circa settimanale. Alla fine del corso gli studenti con valutazioni positive alle tre prove in itinere sono ammessi direttamente alla prova orale (vedi sotto). Gli studenti non ammessi devono ottenere le valutazioni positive mancanti in occasione delle prove di esame. Per quanto riguarda l'esame, questo consiste in una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta si può fare in 2 modi: 1. accedendo alla piattaforma masteringphysics; istruzioni su come accedere, come e dove trovare le credenziali di accesso si trovano sul sito TEAMS del corso. Se si decide per questa opzione, il giorno dell’esame occorre portare un computer, svolgere la prova e alla fine si ha immediatamente il risultato. 2. su carta. In ogni caso, gli esercizi proposti sono presi dal libro di testo, o da libri di testo simili. In tutte e due le modalità, la prova scritta è suddivisa nei tre moduli del programma del corso, e ogni modulo ha un suo voto indipendente. La prova scritta si considera superata se la media dei tre voti è maggiore o uguale a 18/30. Si viene ammessi alla prova orale solo dopo aver superato la prova scritta. La prenotazione tramite il portale dello studente a queste prove di esame è obbligatoria. La prova orale consiste in due parti: 1) realizzazione e discussione di un esperimento, un modellino, un plastico, ...basato su i concetti visti nel corso (questa parte della prova può essere realizzata ed esposta anche in coppia con un altro studente.)e 2) interrogazione sugli argomenti affrontati durante il corso. Per eventuali chiarimenti e domande, contattare il docente (armida.sodo@uniroma3.it).