Corso di laurea in Fisica

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

Nessun esame.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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]

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