Vai al contenuto principale
Coronavirus: aggiornamenti per la comunità universitaria / Coronavirus: updates for UniTo Community
Oggetto:
Oggetto:

Fisica 1 corso A (non attivo per la coorte 2022)

Oggetto:

Physics 1 course A

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
FIS0107
Docenti
Prof. Francesco Massaro (Esercitatore)
Prof. Ermanno Vercellin (Titolare del corso)
Prof. Elena Botta (Titolare del corso)
Prof. Francesca De Mori (Esercitatore)
Corso di studio
008703 Laurea in Fisica
Anno
1° anno
Periodo
Annuale
Tipologia
A=Di base
Crediti/Valenza
17
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto ed orale
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti

Si consiglia di aver frequentato le lezioni dei corsi di Analisi 1 e Geometria e Algebra Lineare 1.

Suggest to have followed the lectures of Analysis 1 and Geometry and Linear Algebra 1.

Propedeutico a

Nessun esame.

None.

Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Conoscenza della cinematica e delle leggi di trasformazione di sistema di riferimento. Conoscenza delle leggi della dinamica newtoniana e delle leggi di conservazione applicate al punto materiale, a sistemi di punti ed ai corpi rigidi.  Introduzione al campo gravitazionale. Capacita' applicare tali conoscenze alla descrizione di sistemi fisici di rilievo ed alla risoluzione di problemi specifici.

Conoscenza approfondita dei principi della termodinamica, della fisica dei fluidi 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 una certa padronanza degli argomenti trattati nel corso, che si manifesta sia attraverso l'esposizione analitica (dimostrazioni) e sintetica della materia, sia attraverso la capacita` di affrontare e risolvere problemi numerici.

 

To learn Kinematics and the transformation laws between frames of reference. To learn the laws of Dynamics applied to a point particle, to multiple points systems and to rigid bodies. Introduction to gravitation. Capability to apply these knowledges to describe remarkable physical systems and to solve specific problems.

Deep knowledge of the principles of Thermodynamics, fluids and wave phenomena. It also aims at the achievement of a learning ability suited to deal autonomously with new subjects and to undertake advanced study of the different branches of Physics.

The student is required to obtain a good competence in the areas that are treated  during lessons, which has to be demonstrated both through analytical and synthetical exposition of concepts and through the ability of solving specific numerical problems.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Capacità di applicare le leggi della meccanica newtoniana per risolvere problemi specifici. Capacità di esporre gli argomenti trattati durante il corso.

Comprensione degli elementi fondamentali dei sistemi a molte particelle, il legame tra la meccanica del punto con la termodinamica e la dinamica dei fluidi. Conoscenze di base del moto per onde.

Capability to apply newtonian mechanical laws to solve specific problems. Capability to expose the topics presented during the course.

Understanding the fundamental elements of many body systems, the link between particle mechanics, thermodynamics and fluid dynamics. Base knowledge of wave phenomena.

 

Oggetto:

Programma

 

Meccanica

Grandezze fisiche, unita` di misura, sistema internazionale (SI). Cinematica del punto: moti relativi.  Dinamica: sistemi inerziali, I II e III principio della dinamica. Lavoro, energia cinetica, energia potenziale. Leggi di conservazione. Dinamica dei sistemi: centro di massa,  I e II equazione cardinale del moto. Teoria dell'urto. Momenti d'inerzia. Dinamica del corpo rigido. Gravitazione: Campo e potenziale gravitazionale. I legge di Keplero (orbite coniche), II e III legge.

Termodinamica

Sistema termodinamico: descrizione macroscopica e microscopica. Definizione di pressione in un fluido.  Principio zero della termodinamica; dilatazione termica e misura della temperatura. Termometri e scale termometriche. Concetto di gas perfetto ed equazione di stato. Concetto di gas ideale e la 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. I Principio e le trasformazioni di gas perfetti. Macchine termiche e frigorifere; cicli di Carnot e di Otto. Rendimento delle macchine termiche. Postulati di Kelvin e Clausius. II Principio della Termodinamica.  Trasformazioni reversibili ed irreversibili e principio di Carnot. Concetto di Entropia ed il II Principio. Entropia e probabilità.

Onde

Proprietà elastiche dei solidi. Propagazione di una perturbazione lungo una sbarra di materiale elastico. Corda vibrante. Equazione di d'Alembert delle onde. Principio di sovrapposizione.  Onde trasverse e longitudinali. Onde sonore. Onde armoniche. Onde stazionarie. Velocità di gruppo. Effetto Doppler. Onde coerenti, interferenza in 1 e 2 dimensioni; onde sonore risonanti in corde e tubi. Riflessione e trasmissione di onde in mezzi non omogenei.

Fluidi

Definizione di fluido. Fluidi compressibili e incompressibili. Idrostatica. Legge di Pascal: pressa idraulica. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Idrodinamica dei fluidi ideali. Teorema di Bernoulli ed applicazioni. La portata di un condotto. Tubo di Venturi. Teorema di Torricelli.  Effetto Magnus. Sostentamento dell'ala di un aereo. Idrodinamica dei fluidi reali. Regime laminare. Viscosità. Legge di Hagen-Poiseuille. Regime turbolento. Perdita di carico in un condotto. Numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido. Resistenza dei fluidi al moto di corpi immersi.

Mechanics

Physical quantities, units of measurement, International system. Kinematics of points: relative motion. Introduction to relativistic kinematics. Dynamics: inertial systems, principles of dynamics. Work, kinetic energy, potential energy. Conservation laws. System dynamics: centre of mass, Ist and IInd cardinal equations of motion. Collisions. Moments of inertia. Rigid body dynamics. Gravitation: Gravitational field and potential. Kepler's laws (conical orbits), IInd and IIIrd law.

Thermodynamics

Thermodynamic systems; macroscopic and microscopic descriptions.  Pressure in a fluid: definition. Zeroth law of thermodynamics; thermal expansion and temperature measurements. Thermometers and temperature scales. Concept of perfect gas and equation of state. Real gases, Van der Waals' law, phase diagrams. Heat, phase transitions, specific and latent heats. Heat transfer. Work and thermodynamic processes. The first law of thermodynamics and its applications. Ideal gas transformations and the first law of thermodynamics. Heat engines and heat pumps; Carnot and Otto cycles. Efficiency of heat engines.  Kelvin and Clausius statements of the second law of thermodynamics. Reversible and irreversible processes; Carnot's theorem. Concept of entropy and the second law. Entropy and probability.

Waves

Elastic properties of solids. Propagation of elastic perturbations along a solid rod.  Vibrating strings. D'Alembert wave equation. Superposition principle. Transverse and longitudinal waves. Sound waves. Harmonic waves. Standing waves. Group velocity. Doppler effect.

Fluids

Definition of a fluid. Compressible and incompressible fluids. Hydrostatics. Pascal's law: hydraulic press. Stevin's law. Archimedes' principle. Hydrodynamic of ideal fluids. Bernoulli's theorem and its applications. Flow rate in a pipe. Venturi tube. Torricelli's theorem. Magnus effect. Aerodynamic lift. Real fluids hydrodynamics. Laminar flow. Viscosity. Hagen-Poiseuille law. Turbulent flow. Pressure drop along a pipe. Motion of a body in a fluid. Drag forces.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Modalità di insegnamento

Le lezioni si svolgeranno in presenza a meno di diversa indicazione da parte dell'Ateneo, ma è garantita anche la lezione sincrona su piattaforma Webex come da disposizioni del provvedimento del Rettore e la corrispondente registrazione sarà poi caricata (appena disponibile) sulla pagina Moodle del corso.

NOTA:
Nella settimana dal 10.01.2022 al 15.01.2022 le lezioni si svolgeranno solo in modalità WebEx come da comunicazione del Rettore.


- Lezioni di teoria -
Per la parte del corso di Meccanica le lezioni di teoria si svolgeranno in presenza ed alla pagina WebEx:
http://unito.webex.com/meet/ermanno.vercellin

Per la parte del corso di Onde Fluidi e Termodinamica le lezioni di teoria saranno tenute sempre in presenza e disponibili alla pagina WebEx:http://unito.webex.com/meet/elena.botta

- Esercitazioni curriculari -
Le esercitazioni curricolari relative alla parte del corso di Meccanica si svolgeranno in presenza e simultaneamente alle seguenti pagine WebEx come da calendario riportato qui di seguito:
04.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m248ca87ede8bc0291e7789709af10d32
07.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m965ba51915a32c287a812d538432f9b7
87.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m005335dfc7969657c5c24d277c81812d
22.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=me37476b53ee853cb5a044b3ec9c81e7b
25.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m81b1c5b96eb784a79a3635c9e62ac8d4 28.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m3f562f15fca82807a2807eea694309bf
01.04 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m6800ae19229c61431ae17277950ec008
04.04 - 9.00-11.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m2a575fe6c9bfae4eaa9463e0032ce337
05.04 - 9.00-11.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m89406bdbb4d9f1fc07d2a2cc940f9d98
06.04 - 9.00-11.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=me0b804e89f96855ab0be94a5586e26ad

In riferimento alla parte del corso di Onde Fluidi e Termodinamica le esercitazioni curriculari saranno tenute sempre in presenza e simultaneamente alla pagina WebEx:
https://unito.webex.com/meet/francesca.demori  come da calendario riportato di seguito (in fase di completamento):

21.04 - 11.00-13.00 esercitazioni 1

26.04 - 11.00-13.00 esercitazioni 2

28.04 - 11.00-13.00 esercitazioni 3

 

 

- Tutoraggio -
Il tutoraggio inizierà nel mese di Marzo 2022 ed anche in questo caso, salvo nuove disposizioni, si svolgerà in presenza ed in simultanea su piattaforma WebEx. I link delle lezioni di tutoraggio verrano forniti prima dell'inizio del secondo semestre.

Frontal lectures are carried out and recorded simultaneosuly using WebEx

Lessons on mechanics (prof. Vercellin) are carried out at the following WebExlink:

http://unito.webex.com/meet/ermanno.vercellin

while those of mechanics of prof. Massaro will be available at the following WebEx links:

04.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m248ca87ede8bc0291e7789709af10d32
07.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m965ba51915a32c287a812d538432f9b7
87.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m005335dfc7969657c5c24d277c81812d
21.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m81b1c5b96eb784a79a3635c9e62ac8d4
22.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=me37476b53ee853cb5a044b3ec9c81e7b
28.03 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m3f562f15fca82807a2807eea694309bf
01.04 - 11.00-13.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m6800ae19229c61431ae17277950ec008
04.04 - 9.00-11.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m2a575fe6c9bfae4eaa9463e0032ce337
05.04 - 9.00-11.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m89406bdbb4d9f1fc07d2a2cc940f9d98
06.04 - 9.00-11.00 - https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=me0b804e89f96855ab0be94a5586e26ad

For the second part of the course prof. Botta will use her WebEx page at:

http://unito.webex.com/meet/elena.botta

while prof. De Mori will carry out lessons at the following WebEx link: 

https://unito.webex.com/meet/francesca.demori

The video-recording of the lectures will be made available from the Moodle page of the course.

 

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto ed orale (modalità in presenza)

[1] Scritto composto da 4 esercizi di livello simile a quelli proposti durante il corso (comuni ai corsi A e B). Durata della prova: 3 ore.

[2] Votazione dello scritto espressa in numeri, necessario >=18/30 per accedere all'orale.

[3] Orale sostenuto con due docenti su tutti gli argomenti del corso.

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

[5] Si può ripetere lo scritto nella stessa sessione. Si annulla il voto precedente nel momento in cui si consegna il compito.

[6] In caso di esito positivo dell’orale, ma di rifiuto del voto proposto, si deve ripetere lo scritto.

[7] In caso di esito negativo dell’orale, di norma è necessario ripetere lo scritto. Qualora lo scritto venga considerato ancora valido, si può ripetere una sola volta l’orale nella stessa sessione, conservando il voto dello scritto. Se invece il candidato sostiene un secondo scritto vale il punto [5].

[8] Si può ripetere una volta l’orale nella stessa sessione senza ripetere lo scritto, si conserva il voto del primo scritto. Se invece il candidato sostiene il secondo scritto vale punto [5].

[9] Durante lo scritto e' consentito l'uso del formulario da scaricare dal sito del corso (non modificabile) e copia del libro di testo consultabile alla cattedra (fornito dai docenti).

[10] Per lo svolgimento degli esercizi scritti può essere utilizzata una calcolatrice scientifica (NON quella del cellulare).

 

A seguito delle disposizioni e del provvedimento del Rettore ed in riferimento ai casi (1) di fragilità (2) residenza fuori Regione (3) motivi di salute, le prove di esame potranno essere sostenute anche a distanza secondo la seguente modalità.

 

Esame scritto ed orale (modalità on-line)

- Requisiti tecnici -

[1] Essere iscritti in qualità di studenti al sito moodle del corso: https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=2279

[2] Avere una connessione di rete e un browser aperto su questo sito durante l’esame scritto (possibilmente non Mozilla Firefox).

[3] Avere connessione audio (sonoro, microfono) e video (webcam e/o fotocamera) in tempo reale funzionanti.

[4] Avere la possibilità di scattare foto di fogli scritti a mano con il suddetto dispositivo video (e' preferibile ma non obbligatorio effettuare scansioni degli elaborati scritti piuttosto che delle fotografie).

 

- Modalità di svolgimento della prova di esame -

[1] Scritto (uguale per corso A e B) composto da 4 esercizi di livello simile a quelli proposti durante il corso, da risolversi in un tempo totale di 3 ore.

[2] Lo scritto si intende superato se entrambi gli esercizi risultano sufficienti.

[3] Prenotazione allo scritto e all’orale NECESSARIA. Per ragioni di migliore organizzazione, si prega di annullare la prenotazione se si decide di non sostenere l’esame.

[4] Orale sostenuto con due docenti su tutti gli argomenti del corso.

[5] Entrambe le prove (orale e scritto) devono essere sufficienti.

[6] Scritto valido all’interno della sessione in cui viene superato. L’appello di settembre è considerato parte della sessione estiva.

[7] Si può ripetere lo scritto nella stessa sessione. Si annulla il voto precedente nel momento in cui si consegna il compito.

[8] In caso di esito positivo dell’orale, ma di rifiuto del voto proposto, si deve ripetere lo scritto.

[9] In caso di esito negativo dell’orale, di norma è necessario ripetere lo scritto. Qualora lo scritto venga considerato ancora valido, si può ripetere una sola volta l’orale nella stessa sessione, conservando il voto dello scritto. Se invece il candidato sostiene un secondo scritto vale il punto [7].

[10] Si può ripetere una volta l’orale nella stessa sessione senza ripetere lo scritto, si conserva il voto del primo scritto. Se invece il candidato sostiene un secondo scritto vale punto [7].

[11] Durante lo scritto e' consentito l'uso del formulario scaricabile dal sito del corso (non modificabile).

[12] Per lo svolgimento degli esercizi scritti può essere utilizzata una calcolatrice scientifica (NON quella del cellulare).

 

INTEGRAZIONE

Per coloro che provengono da altri corsi di Laurea, nei quali l'esame di
Fisica 1 ha valenza pari a 9-10 CFU, l'integrazione ai 17 CFU consiste
in una prova orale che verte sui seguenti argomenti.

MECCANICA
- Corpo Rigido: Definizione, Moto del corpo rigido, Rotazione attorno ad
un asse fisso, Momento di inerzia, Teorema di Huygens-Steiner, Pendolo
fisico, Puro rotolamento
- Moto relativo di corpi: Teorema delle velocità relative, teorema delle
accelerazioni relative, sistemi di riferimento inerziali e non
inerziali, forze apparenti.

Onde, Fluidi e Termodinamica :
- onde meccaniche: elasticità dei corpi, Funzioni d'onda, eq, di D'Alembert
per onde di compressione in un solido, onde trasversali in una corda, onde sonore;
onde armoniche, cenni a Fourier, Potenza trasportata, intensità; battimenti, vettore
d'onda, cenni a onde sferiche e cilindriche e ad attenuazione in un mezzo; effetto
Doppler, cono di Mach; pacchetti d'onde, velocità di fase e di gruppo;
sorgenti coerenti, interferenza, onde stazionarie
- Termodinamica: secondo principio e sue applicazioni: cicli TD, due
enunciati del secondo principio, Carnot, diagramma di Raveau,
temperatura assoluta, Clausius, entropia, piano TS, calcoli di
variazioni di entropia (gas ideali, corpi a contatto con sorgenti e tra
di loro), sistemi isolati ed aumento dell'entropia. Variazioni di
entropia per trasformazioni adiabatiche di gas ideali, reversibili ed
irreversibili.

Gli studenti che devono sostenere l'integrazione all'esame, provenendo
da corsi di Laurea in cui Fisica 1 vale 9-10 CFU, devono contattare i
docenti del corso per maggiori indicazioni.

Written and Oral examination (distance version).

Technical specifications

  1. Subscribe as student to the moodle instance of the course: https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/enrol/index.php?id=557
  2. Have a network connection and a browser open on the Moodle course instance during the written exam (preferably not Mozilla Firefox).
  3. Have an audio connection (audio, microphone) and video (webcam or camera) working online.
  4. Be able to take pictures of hand written pages with the above video device.

Instructions

  1. Written test (same for A and B channels) composed of 3 esercises of level similar to what proposed during lectures, to be solved in 3 hours.
  2. The written test is passed if both exercises have positive grade.
  3. Subscribe to both written and oral tests is REQUIRED; for organizational reasons, please, unsubscribe if you plan to not take the exam.
  4. The oral test will cover all arguments of the full course.
  5. Positive grades have to be obtained in both written and oral tests.
  6. The written test is valid for the exam session in which it is taken. September examination is part of the summer exam session.
  7. It is possible to repeat the written test. The grade of the second test cancels out the previous one if it is completed (document delivered).
  8. Should the written exam fail, it is usually needed to retake.
  9. If the oral exam is passed but the grade is not accepted, both written and oral tests have to be taken again
  10. It is possible to repeat once the oral test in the same exam session without repeating the written test; if repeated, see point 7
  11. During written test only the form dowloaded from the couse web page can be used (uneditable)
  12. Only scientific calculator can be used (not the one of the mobile phone)

Written and Oral examination (traditional version).

Instructions

  • Written examination: 3 exercises similar to those proposed during the lectures. Duration of the test is three hours.
  • Numerical result of the written test.
  • Oral test will be sustained with two professors covering all the arguments of the course.
  • The results of the written test is valid for the session in which it has been passed. September date is part of the summer session.
  • The written test can be repeated in the same session. A positive result obtained in the same session is deleted when a second test is delivered.
  • If the result of a oral test is negative, the student is usually required to repeat the written test.
  • If the result of the oral test is positive, but the student reject the note, the written test must be repeated.
  • The oral test can be repeated once during the same session without the repeating the written test, the note of the written test is kept valid.
  • During the written test it is allowed the use of the form that can be downloaded from the course web page (uneditable) and a copy of the text book avaialable at the teacher's desk (brought by the professors).
  • Scientific calculator (not the one of the mobile phone).


Oggetto:

Attività di supporto

Tutoraggio alla risoluzione degli esercizi in vista della prova scritta d'esame.

Tutorship on solving problems and exercises in view of the written part of the exam.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Tra questi,  si segnala il
- Mazzoldi, Nigro, Voci "Fisica vol. 1" [EdiSES]
oppure la versione aggiornata
- Mazzoldi, Nigro, Voci "Elementi di Fisica. Meccanica e Termodinamica" [EdiSES]

Per quanto concerne i libri di esercizi, oltre il libro di testo, possono essere usati i seguenti testi.

Covarelli, Massaro "Esercizi di Fisica I" [Casa Editrice CLUT]
Villa, Uguzzoni "Esercizi di Fisica - Meccanica" [Casa Editrice Ambrosiana]
Zani, Duò, Taroni "Esercizi di Fisica - Meccanica e Termodinamica" [EdiSES]
Guidorzi, Zanzi "Problemi di Fisica Generale I" [Casa Editrice Ambrosiana]
Mencuccini, Silvestrini "Esercizi di fisica. Meccanica e termodinamica." [Casa Editrice Ambrosiana]

Several textbooks at university level  can be used. Among these, the following one is recommended: 

- Mazzoldi, Nigro, Voci "Fisica vol. 1" [EdiSES]
and/or its updated version
- Mazzoldi, Nigro, Voci "Elementi di Fisica. Meccanica e Termodinamica" [EdiSES]

Then regarding exercises, despite those that can be found in the text book reported above, the following references are suggested.

Covarelli, Massaro "Esercizi di Fisica I" [casa Editrice CLUT]
Villa, Uguzzoni "Esercizi di Fisica - Meccanica" [Casa Editrice Ambrosiana]
Zani, Duò, Taroni "Esercizi di Fisica - Meccanica e Termodinamica" [EdiSES]
Guidorzi, Zanzi "Problemi di Fisica Generale I" [Casa Editrice Ambrosiana]
Mencuccini, Silvestrini "Esercizi di fisica. Meccanica e termodinamica." [Casa Editrice Ambrosiana]

 



Oggetto:

Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.

AVVISO: sono disponibili le registrazioni delle lezioni di Meccanica - A sul sito:
http://elearning.moodle2.unito.it/df/ (nella sezione I Anno)

AVVISO: le registrazioni delle lezioni della seconda parte del corso
(onde meccaniche, fluidodinamica, termodinamica) sono disponibili sul sito:
https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=557

This course is not mandatory for the attendance of any other future course. The attendance of this course is not compulsory, but strongly recommended.

NOTE: video recordings of the lectures of the course Mechanics A are available on the website:
http://elearning.moodle2.unito.it/df/ (see section I Year)

AVVISO: video recordings of the lectures of the course second part
(waves, fluids, thermodynamics) are available on the website:
https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=557

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 08/06/2022 15:14
    Non cliccare qui!