Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	E’ consigliato aver superato l’esame di Istituzioni matematiche.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Acquisizione delle basi per la comprensione dei fenomeni fisici e delle leggi che li regolano. Raggiungimento delle capacità di risolvere quantitativamente problemi sugli argomenti sviluppati teoricamente. Apprendimento del metodo di osservazione sperimentale e di analisi dati attraverso esercitazioni di laboratorio.
Modalita' di esame:	Esame scritto con problemi (principalmente) di meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo. Domande teoriche sulle leggi di base della fisica.
Criteri di valutazione:	Esame scritto con risposte multiple e relazioni sulle esperienze di laboratorio.
Contenuti:	Grandezze fisiche, campioni, unità di misura per lunghezza, tempo e massa. Il Sistema Internazionale di Unità di Misura. Sistemi di coordinate. Grandezze scalari e vettoriali. Somma e scomposizione di vettori. Prodotti scalare e vettoriale. Velocità media e velocità istantanea. Accelerazione. Moti unidimensionali: moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato. L'accelerazione di gravità ed il moto di caduta libera. Moto del punto nello spazio: vettori spostamento, velocità e accelerazione. Moto dei proiettili e moto circolare: accelerazione centripeta e tangenziale, periodo. Le tre leggi di Newton. Forza peso. Forze di attrito statico e dinamico. Definizione di lavoro. Lavoro compiuto dalla forza peso, lavoro compiuto da una forza variabile, forza di richiamo di una molla e lavoro compiuto dalla molla. Potenza. Energia cinetica e teorema delle forze vive. Lavoro ed energia potenziale, forze conservative. Energia potenziale della forza peso e della forza di una molla. Conservazione dell'energia meccanica.Forze non conservative. Centro di massa per un sistema di N punti materiali. Moto del centro di massa. Quantità di moto e sua conservazione. Velocità angolare e accelerazione angolare. Momento di una forza. Momento angolare. Conservazione del momento angolare in sistemi di N punti materiali. Moto armonico semplice, velocità ed accelerazione, periodo e pulsazione. Il pendolo semplice. Forze elastiche: legge di Hooke. Proprietà meccaniche dei solidi. Fluidi. Pressione e densità. I principi di Pascal e di Archimede. Liquidi ideali. Portata di un fluido ed equazione di continuità. L'equazione di Bernoulli. Cenni sui fluidi reali. Viscosità.Tensione superficiale. Capillarità.Legge di Poiseuille. Moti vorticosi. Temperatura e calore. Dilatazione termica, capacità termica, calore specifico. Propagazione del calore. Carica elettrica, legge di Coulomb, principio di sovrapposizione. Il campo elettrico. Linee di forza, campo di una carica. Isolanti e conduttori. Campo generato da un dipolo. Legge di Gauss e sue applicazioni. Energia potenziale elettrostatica. Potenziale elettrico.Condensatori. Capacità di un condensatore piano, sferico e cilindrico. Cenni sui dielettrici: polarizzazione. Influenza della costante dielettrica sulla capacità di un condensatore. Energia immagazzinata in un campo elettrico.Corrente elettrica e densità di corrente. Legge di Ohm. Resistenza e resistività. Potenza dissipata in un circuito.Resistenze in serie e parallelo. Le regole di Kirchhoff. Soluzioni di circuiti con resistenze. Circuito RC. Campo magnetico e forza di Lorentz.Forza magnetica su un filo percorso da corrente. Campi magnetici generati da corrente. Legge di Biot-Savart.Teorema di Ampere: campo di un filo e di un solenoide. Forza tra fili rettilinei paralleli percorsi da corrente. Onde: Lunghezza d'onda e frequenza. Velocità. Onde acustiche. Riflessione, rifrazione e dispersione cromatica. Interferenza, diffrazione e polarizzazione. Metodi di analisi dati: Basi del metodo scientifico. Misure, errori di misura, sensibilità degli strumenti, incertezza casuale, errori sistematici, accuratezza e precisione. Natura del metodo statistico. Distribuzioni statistiche, media e deviazione standard. Distribuzione degli errori casuali. Propagazione degli errori. Metodo dei minimi quadrati. Interpolazione lineare. Laboratorio: Verifica della distribuzione Gaussiana nella misura di una grandezza fisica. Misura di una resistenza elettrica con il metodo volt-amperometrico. Misura di resistenze un serie e parallelo. Misura della viscosità relativa di un liquido incognito.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Lezioni frontali e esperimenti di gruppo di laboratorio.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Saranno messe a disposizione le diapositive delle lezioni.
Testi di riferimento:	Halliday, Resnick, Walker, Fondamenti di Fisica (settima edizione). --: Ambrosiana, 2015.