Corso di laurea in Fisica

Conoscenza di base degli argomenti trattati nei corsi del I anno di Analisi, Geometria e della prima parte di Meccanica.

Nessun esame.

Il corso intende fornire una conoscenza approfondita dei principi della termodinamica, della fisica dei fluidi incomprimibili e delle onde oltre ad una capacità di apprendimento adeguata ad affrontare nuovi argomenti attraverso un impegno autonomo ed ad intraprendere lo studio avanzato dei vari settori della fisica.

Lo studente deve conseguire padronanza degli argomenti trattati nel corso, che si manifesta sia attraverso l'esposizione analitica (dimostrazioni) e sintetica della materia, sia attraverso la capacità di affrontare e risolvere problemi numerici specifici.

Indicatori di Dublino: Conoscenza e comprensione.
Lo studente sarà in grado di comprendere gli elementi fondamentali dei sistemi a molte particelle, il legame tra la meccanica del punto con la termodinamica e la dinamica dei fluidi. Acquisirà inoltre le conoscenze di base del moto per onde.

Indicatori di Dublino: Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Lo studente sara' in grado di applicare le conoscenze acquisite ai corsi avanzati di onde (elettromagnetismo, fisica quantistica), di porre le basi per corsi di fisica dei fluidi e per la meccanica statistica.

Elementi di meccanica e chimica

- Proprietà elastiche dei solidi.

- Leggi dei gas ideali

Onde
- Definizione di onde e onde piane: equazione di d'Alembert delle onde.
- Principio di sovrapposizione.  
- Onde trasverse e longitudinali.
- Propagazione di una perturbazione lungo una sbarra di materiale elastico.
- Corda vibrante.
- Onde armoniche piane e sferiche.
- Onde sonore: intensita' e livello sonoro.
- Effetto Doppler.
- Onde coerenti, interferenza in 1 e 2 dimensioni
- Onde stazionarie e risonanza in corde e tubi.
- Riflessione e trasmissione. Attenuazione.

Fluidi
- Definizione di fluido e di pressione.
- Fluidi comprimibili e incomprimibili.
- Idrostatica e legge di Stevino.
- Legge di Pascal: pressa idraulica.
- Principio di Archimede.
- Dinamica dei fluidi ideali.
- Portata di un condotto ed equazione di continuita'.
- Teorema di Bernoulli ed applicazioni.
- Tubo di Venturi.
- Teorema di Torricelli.
- Tubo di Pitot.
- Effetto Magnus.
- Portanza dell'ala di un aereo. 
- Dinamica dei fluidi reali.
- Regime laminare e viscosità.
- Legge di Hagen-Poiseuille e perdita di carico in un condotto.
- Numero di Reynolds.
- Moto di un corpo in un fluido e resistenza dei fluidi al moto di corpi immersi.
- Tensione superficiale e capillarità.

Termodinamica
- Sistema termodinamico: descrizione macroscopica e microscopica.
- Principio zero della termodinamica.
- Dilatazione termica e misura della temperatura.
- Termometri e scale termometriche.
- Concetto di gas ideale e teoria cinetica dei gas. 
- Gas reali, legge di Van der Waals.
- Diagrammi di stato.
- Calore, cambiamenti di stato, calore specifico e latente.
- Trasmissione del calore.
- Lavoro e trasformazioni termodinamiche.  
- I Principio della Termodinamica e sue applicazioni.
- Trasformazioni di gas perfetti.
- Macchine termiche e frigorifere; cicli di Carnot, Otto. Diesel, Stirling.
- Rendimento delle macchine termiche.
- Postulati di Kelvin e Clausius.
- II Principio della Termodinamica.  
- Trasformazioni reversibili ed irreversibili e principio di Carnot.
- Concetto di Entropia e II Principio. 
- Entropia e probabilità. 

Tradizionale (Lezioni frontali alla lavagna e/o presentazioni a schermo).
- 20 lezioni di teoria (40 ore)
- 12 lezioni di esercitazione (24 ore)
- 1 simulazione della prova scritta di esame (2 ore)

Esame scritto ed orale.

La prenotazione alla prova di esame sia scritta che orale è NECESSARIA. Per ragioni di migliore organizzazione, si prega di annullare la prenotazione se si decide di non sostenere l’esame.

[1] Esame scritto: composto da 3 esercizi di livello simile a quelli proposti durante il corso (comuni ai corsi A e B). Durata della prova: 3 ore.

[2] Esame scritto: votazione espressa in giudizio (insufficiente, sufficiente, discreto, buono, ottimo): una votazione di sufficiente è necessaria per essere ammessi all'orale.

[3] Esame scritto valido all’interno della sessione in cui viene superato (N.B. l’appello di settembre è considerato parte della sessione estiva).

[4] Per accedere all'esame orale è valido soltanto l'ultima prova dell'esame scritto consegnata con voto sufficiente. Si può ripetere lo scritto anche nella stessa sessione.

[5] Durante lo scritto e' consentito l'uso del formulario da scaricare dal sito del corso (non modificabile) e copia del libro di testo di teoria consultabile alla cattedra (fornito dai docenti). Per lo svolgimento degli esercizi scritti può essere utilizzata una calcolatrice scientifica (NON quella del cellulare).

[6] Esame orale: in caso di esito positivo della prova di esame orale, ma di rifiuto del voto proposto, si deve ripetere lo scritto.

[7] Esame orale: durata 30' circa; svolto alla lavagna. La prova orale dell'esame deve essere superata all'interno della stessa sessione in cui si è svolta la prova scritta. Per superare la prova di esame orale è necessario risposndere a 4-6 domande inerenti argomenti ed esempi, uno di termodinamica e l'altro sulla restante parte del programma, trattati durante le lezioni, incluse dimostrazioni delle leggi fisiche.

L'esame si svolge in presenza salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo e disponibili sul sito "Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo", avuto anche riguardo alle specifiche esigenze degli studenti e delle studentesse con disabilità e con disturbi specifici dell’apprendimento.

- Esercitazioni in aula.
- Tutoraggio.

Vari testi di livello universitario per il corso di laurea in Fisica possono essere utilizzati. Tra questi si segnala,

[1] Mazzoldi-Nigro-Voci Fisica/ Vol.I [EdiSES]
[2] Gettys, Keller & Skove: Fisica1. Meccanica e Termodinamica, McGraw-Hill.
[3] Tipler: Corso di Fisica. Meccanica, Onde e Termodinamica, Zanichelli.
[4] Wolfson & Pasachoff: Fisica. Meccanica e Termodinamica, Zanichelli.
[5] Serway & Jewett: Fisica per Scienze ed Ingegneria, EdiSES

AVVISO: sono disponibili le registrazioni del 2021/22 sul portale Moodle.