Obiettivi formativi
Obbiettivo del corso è contribuire alla crescita di una buona cultura fisica di base utile a fornire allo studente gli strumenti per poter sviluppare le potenzialità applicative dell’informatica. I contenuti e le modalità di svolgimento del corso sono orientati all’ acquisizione di una conoscenza generale dei principi e delle leggi fondamentali della fisica classica e finalizzati ad acquisire una buona capacità operativa nella loro applicazione a problemi semplici di carattere generale.
Prerequisiti
Per quanto l’approccio prevalentemente fenomenologico utilizzato nel corso consenta di minimizzare, per quanto possibile, il formalismo matematico, indispensabile ad una interpretazione quantitativa di principi e leggi e alla risoluzione di esercizi, si raccomanda una conoscenza, almeno operativa, degli strumenti di calcolo e dei concetti di base della matematica ampiamente sviluppati nel I semestre nell’ambito del corso di Analisi Matematica e completati nell’ambito del corso di Algebra e Geometria del II semestre.
Contenuti dell'insegnamento
Meccanica: cinematica e dinamica del punto, lavoro ed energia meccanica, urti, sistemi di punti, corpi rigidi, momento angolare, principi di conservazione. Termologia e calorimetria. Gas perfetti e principi della termodinamica. Elementi di Elettrostatica. Corrente continua e circuiti elettrici. Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto. Cenni sulle onde elettromagnetiche.
Programma esteso
Introduzione: Le grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura. I vettori. Cinematica del punto materiale: velocità accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto in due e tre dimensioni. Dinamica del punto materiale e applicazioni delle leggi della meccanica. Il concetto di forza e prima legge di Newton, massa inerziale, seconda legge di Newton e legge di azione e reazione. La forza gravitazionale e il peso. Forze di attrito, Lavoro ed energia: Lavoro delle forze. Energia cinetica. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Esempi di forze conservative e l'energia potenziale ad esse associata. Dinamica dei sistemi: Sistemi a piu' particelle. Centro di massa. Quantità di moto e sua conservazione. Impulso e quantità di moto. Urti. Problemi d'urto elastico ed anelastico.
Teoria cinetica dei gas e termodinamica: Descrizione macroscopica di un gas perfetto. Concetto di temperatura e principio zero della termodinamica. Funzioni di stato. Calore ed energia interna. Calore specifico. Trasformazioni termodinamiche. Conservazione dell'energia e primo principio della termodinamica. Entropia e il secondo principio della termodinamica. Elementi di Elettrostatica: Cariche elettriche e legge di Coulomb. Il campo elettrico. La legge di Gauss e sue applicazioni. Il potenziale elettrico. Energia potenziale elettrostatica. Corrente e circuiti in corrente continua: corrente elettrica e densità di corrente. Resistenza elettrica e legge di Ohm. Interpretazione microscopica della resistenza: mobilità delle cariche. Conduttori e isolanti (cenni). Forza elettromotrice. Legge di Joule. Resistenze in serie e in parallelo. Circuiti RC. Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto: Forza di Lorentz e definizione del campo magnetico. Forza esercitata da un campo magnetico su un conduttore percorso da una corrente elettrica: effetto Hall. Campo magnetico generato da correnti. Il campo magnetico di un filo rettilineo infinito. La forza tra due conduttori paralleli percorsi da correnti. Assenza di cariche magnetiche isolate. Legge di Ampere e teorema della circuitazione. Il campo magnetico di un solenoide. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: Induzione magnetica. Legge di Faraday-Neuman. Cenni sulle onde elettromagnetiche.
Bibliografia
Alan Giambattista, Betty McCarthy Richardson, Robert C. Richardson, "Fisica generale - Principi e applicazioni", McGraw Hill, Milano.
J.S. Walker, “Fondamenti di Fisica” , ed. Pearson Italia, Milano-Torino.
D.Halliday, R.Resnick, J.Walker. “Fondamenti di Fisica”, ed. Ambrosiana, Milano.
R.A.Serway, J.W.Jewett “Fondamenti di Fisica”, ed. EdiSES, Napoli.
Metodi didattici
Il corso mira a descrivere, anche quantitativamente, un numero scelto di esempi significativi. A questi fini ciascuna lezione frontale (2 h) verrà subito dopo seguita da una terza ora di esercitazione durante la quale, in modo interattivo, saranno esaminate le applicazioni della teoria appena prima presentata.
Inoltre ciascuna lezione sarà introdotta da un breve riassunto dei concetti già discussi, permettendo così al singolo studente una rapida verifica del suo livello di apprendimento. Tali verifiche saranno anche effettuate formalmente con “esercizi in classe” ( 3-4 test in itinere).
Modalità verifica apprendimento
Una frequenza attiva e, per quanto possibile, continua è fortemente consigliata e consente allo studente di partecipare al lavoro in classe, incluse le occasioni di test e verifica in itinere.
Modalità d'esame: l'esame prevede una prova scritta. Questa potrà essere seguita da una prova orale ove lo studente desideri migliorare la valutazione proposta dal docente.
Altre informazioni
Registrazione al corso: Tutti gli studenti iscrittisi al primo anno del CdL in Informatica nel presente A.A., sono pregati di REGISTRARSI al corso di FISICA prima dell’inizio dello stesso, secondo modalità indicate nel sito : http://informatica.unipr.it/cgibin/campusnet/corsi.pl/Show?_id=a71a;sort=DEFAULT;search=%7bdocente%7d%20%3d%7e%20%2f%5cbtarricone%5cb%2f;hits=1campus net.
Essi potranno così ricevere direttamente dal docente in tempo reale tutte le informazioni e gli aggiornamenti relativi al corso, accedere ai test in itinere ed usufruire del materiale didattico messo a loro disposizione.
