Corso di laurea L-8 (9 CFU):

- OBIETTIVI FORMATIVI
L’insegnamento fornisce una valida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione qualitativa e quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto attiene alla meccanica classica ed all’elettromagnetismo, anche allo scopo di fornire le basi fisiche per gli insegnamenti successivi.
Lo studente al termine del corso deve:
1. Conoscere le grandezze cinematiche ed essere in grado di riconoscere e descrivere il tipo di moto di un punto materiale con riferimento ai modelli principali di moto uniforme ed uniformemente accelerato in una e due dimensioni.
2. Conoscere le principali forze ed applicare i principi della dinamica per analizzare e determinare il moto, sotto l’azione di forze assegnate, di un punto materiale e di semplici sistemi di punti materiali.
3. Individuare, nell’evoluzione dinamica di particolari corpi o sistemi di corpi, la presenza di quantità che rimangono invariate.
4. Riconoscere le forme di energia e utilizzare la conservazione dell’energia nella risoluzione dei problemi.
5. Impostare l’analisi della dinamica di un fluido individuandone le grandezze caratteristiche.
6. Conoscere i concetti fondamentali di elettrostatica e magnetostatica e utilizzarne le relazioni appropriate alla risoluzione dei semplici problemi.
7. Descrivere e interpretare fenomeni dell’induzione elettromagnetica.
8. Conoscere le equazioni di Maxwell e descrivere le caratteristiche del campo elettrico e magnetico di un’onda elettromagnetica e la reciproca relazione.
9. Descrivere lo spettro continuo delle onde elettromagnetico ordinato in frequenza ed in lunghezza d’onda.

- DIDATTICA EROGATIVA
N. 9 VIDEOLEZIONI (MODULI) ON-LINE (N. 72 UNITA’ DIDATTICHE – OGNI MODULO HA LA DURATA DI DUE ORE)
- DIDATTICA INTERATTIVA
N. 2 LEZIONI INTERATTIVE PER OGNI MODULO/CFU
N. 5 DISCUSSIONI TEMATICHE SUL FORUM DIDATTICO (TOPIC) E N. 2 POST PER CFU
N. 2 E-TIVITY
N. 2 TEST PER OGNI CFU CON 8 DOMANDE A RISPOSTA MULTIPLA

- PROGRAMMA DEL CORSO

1. LE GRANDEZZE FISICHE E LA CINEMATICA: Le grandezze fisiche. L’incertezza nella misura. Richiami di calcolo vettoriale. Cinematica: sistemi di riferimento, velocità, accelerazione, moto uniforme, moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme, moto armonico, moto vario.
2. DINAMICA DEL PUNTO DEL PUNTO MATERIALE: Le leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forza di attrazione gravitazionale e forza peso. Forza elastica. Forze vincolari. Attrito radente statico e dinamico. Sistemi di riferimento non inerziali: forze apparenti.
3. LAVORO ED ENERGIA: Il lavoro. Teorema dell’energia cinetica. Campi conservativi ed energia potenziale. Energia potenziale della forza peso, della forza gravitazionale, della forza elastica. Conservazione dell’energia meccanica. Lavoro delle forze non conservative. La potenza
4. DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI
Quantità di moto e momento angolare. Teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Cenni sulla dinamica del corpo rigido.
5. MECCANICA DEI FLUIDI: Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino, Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli.
6. ELETTROSTATICA: La carica elettrica. La legge di Coulomb. Campo elettrico. Teorema di Gauss. Il campo elettrostatico è un campo conservativo. Energia potenziale elettrica. Il potenziale elettrico. Conduttori in equilibrio elettrostatico. La capacità elettrostatica. Condensatori.
7. LA CORRENTE ELETTRICA: Intensità di corrente. Leggi di Ohm. Effetto Joule. La potenza. Generatori di forza elettromotrice. Legge delle maglie. Legge dei nodi. Resistenze in serie ed in parallelo. Circuiti RC.
8. CAMPI MAGNETICI: Campo magnetico. Forza di Lorentz. Forza magnetica agente su un filo percorso da corrente. Momento torcente di una spira percorsa da corrente. Campo magnetico generato da un filo rettilineo percorso da corrente, da una spira, da un solenoide. Legge di Ampere. Cenni di magnetismo nella materia.
9. L’INDUZIONE ELETTROMAGNETICA E LE EQUAZIONI DI MAXWELL; Legge di Faraday-Newman. Legge di Lenz e conservazione dell’energia. Autoinduzione e mutua induzione. Circuiti RL. Energia del campo magnetico. Corrente di spostamento e legge di Ampere-Maxwell. Le equazioni di Maxwell. Cenni sulle onde elettromagnetiche.

- MODALITÀ DI VERIFICA DEL PROFITTO IN INTINERE

Il grado di apprendimento degli Studenti è monitorato costantemente attraverso metodologie e strumenti di verifica. In particolare, al fine di rendere fattibile la verifica e la certificazione degli esiti formativi, il docente e il tutor terranno conto de:
- Il tracciamento automatico delle attività formative da parte del sistema-reporting;
- Il monitoraggio didattico e tecnico (a livello di quantità e qualità delle interazioni, di rispetto delle scadenze didattiche, di consegna degli elaborati previsti, ecc);
- Le verifiche di tipo formativo in itinere, anche per l’autovalutazione (es. test multiple choice, vero/falso, sequenza di domande con diversa difficoltà, simulazioni, mappe concettuali, elaborati, progetti di gruppo, ecc);
- L’esame finale di profitto, nel corso del quale si tiene conto e si valorizza il lavoro svolto in rete (attività svolte a distanza, quantità e qualità delle interazioni on line, ecc).
La valutazione in questo quadro tiene conto di più aspetti:
1. Il risultato di un certo numero di prove intermedie (test on line, sviluppo di elaborati, ecc);
2. La qualità e la quantità della partecipazione alle attività on line (frequenza e qualità degli interventi monitorabili attraverso la piattaforma);
3. I risultati della prova finale.
Pertanto i dati raccolti saranno tutti oggetto di analisi da parte del docente per l’attività di valutazione dello Studente.

- MODALITÀ DI VALUTAZIONE E OBIETTIVI DELLA PROVA FINALE

L’accesso all’esame è subordinato al riconoscimento di frequenza, che verrà attestato con l'apposito certificato al momento della prenotazione dell'esame, che attesterà lo svolgimento delle attività didattiche di verifica in itinere ed il livello del lavoro svolto nelle varie esercitazioni.
L'esame di profitto viene svolto in forma orale e la votazione sarà espressa in 30/30.
Lo studente riceverà dalla commissione almeno tre domande sugli argomenti descritti nel programma del Corso.
L’esame mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici. In particolare lo studente dovrà dimostrare di:
a) aver compreso e saper descrivere le tematiche affrontate nel corso utilizzando in modo appropriato il linguaggio della disciplina;
b) essere in grado di esaminare situazioni fisiche proposte in semplici esempi e/o problemi formulando le ipotesi risolutive con riferimento a modelli o analogie o leggi;
c) saper applicare gli strumenti matematici e disciplinari per determinare la soluzione di semplici problemi discutendone la sua ragionevolezza.
In riferimento alla votazione verranno assegnati al massimo 10 punti per ogni obiettivo verificato di cui ai punti a, b e c.
Ai fini del superamento dell’esame è richiesto un punteggio minimo pari a 6 punti ad obiettivo.
La lode verrà assegnata nel caso in cui lo studente:
a) acquisisca il punteggio massimo assegnato a tutti gli obiettivi
b) dimostri piena autonomia nel condurre il colloquio orale
c) evidenzi punti di forza e criticità.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE IN TERMINI DI RISULTATI ATTESI (DESCRITTORE DI DUBLINO N. 1)

Lo Studente, contando anche sulle conoscenze di matematica di base, deve, al termine del presente corso, essere in grado di:
• Conoscere le grandezze cinematiche ed i modelli di moto uniforme ed uniformemente accelerato in una e due dimensioni, e di moto armonico.
• Conoscere le principali forze ed i principi della dinamica riconoscendone i limiti di validità.
• Conoscere le equazioni cardinali e le principali grandezze per la descrizione dei fenomeni relativi ai sistemi di punti materiali.
• Saper riconoscere le diverse forme di energia.
• Comprendere le leggi principali di fluidostatica e fluidodinamica.
• Conoscere i principali fenomeni elettrici nel vuoto e nella materia riconducendoli al concetto di campo elettrico e potenziale elettrico.
• Conoscere i fenomeni magnetici nel vuoto e nella materia interpretandoli attraverso il concetto di campo magnetico e forze magnetiche.
• Saper descrivere fenomeni di induzione elettromagnetica.
• Conoscere le equazioni di Maxwell e le caratteristiche del campo elettrico e magnetico di un’onda elettromagnetica e della reciproca relazione.
• Saper descrivere lo spettro continuo delle onde elettromagnetico ordinato in frequenza ed in lunghezza d’onda.

COMPETENZE AL FINE DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE IN TERMINI DI RISULTATI ATTESI (DESCRITTORE DI DUBLINO N. 2)

Lo Studente, contando sulle conoscenze e competenze acquisite nel presente corso deve essere in grado di:
• Utilizzare le conoscenze di cinematica per riconoscere e descrivere il tipo di moto di un punto materiale con riferimento ai modelli principali di moto.
• Grazie alla comprensione dei principi della dinamica, al principio di conservazione dell’energia, alla conoscenza delle principali forze, risolvere semplici problemi di dinamica e determinare, almeno in semplici casi il moto di un punto materiale sotto l’azione di forze assegnate.
• Risolvere semplici problemi sui sistemi di punti materiali.
• Individuare, nell’evoluzione dinamica di particolari corpi o sistemi di corpi, la presenza di quantità che rimangono invariate.
• Impostare l’analisi della dinamica di un fluido individuandone le grandezze caratteristiche e risolvere semplici problemi nell’ambito della statica e della dinamica dei fluidi, relativamente ai soli fluidi ideali.
• Nell’ambito dell’elettrostatica e della magnetostatica, analizzare e risolvere semplici problemi che riguardano fenomeni elettrici o magnetici come la conduzione elettrica, il calcolo del campo elettrico e magnetico nello spazio e il calcolo delle forze di interazione tra cariche elettriche o tra fili percorsi da corrente e campi magnetici esterni.
• Interpretare fenomeni dell’induzione elettromagnetica e descrivere le principali caratteristiche delle onde elettromagnetiche.

Bibliografia di riferimento

• Walker - HALLIDAY–RESNICK FONDAMENTI DI FISICA Meccanica Onde Termodinamica Elettromagnetismo Ottica– Casa Editrice Ambrosiana

• C.Mencuccini - V.Silvestrini, Fisica I e II, ed. Liguori Napoli;

• S. Rosati – R. Casali: Problemi di Fisica Generale, vol I e II ed. C. E. A. Milano