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GENERAL PHYSICS
SCILLA DEGL'INNOCENTI
Academic year2023/24
CourseNATURAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCES
Code144BB
Credits9
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
FISICAFIS/01LEZIONI80
SCILLA DEGL'INNOCENTI unimap
CLAUDIO LUPERINI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso intende fornire le conoscenze fisiche di base nell'ambito della meccanica e dell'elettromagnetismo necessarie per comprendere le leggi che regolano i fenomeni naturali e per poter affrontare gli argomenti di fisica trattati in corsi successivi. Gli studenti, alla fine del corso, dovrebbero aver presenti le nozioni fondamentali riguardo agli argomenti trattati del corso e saper risolvere semplici problemi relativi a tali argomenti.

Knowledge

The student who successfully completes the course will acquire the basis knowledges of mechanics, electrostatic and electric circuits which will be useful for his/her future studies. She/He will also have an idea of how physics laws govern natural phenomena. He will also have the ability to solve problems of low/ medium level in the same arguments.

Modalità di verifica delle conoscenze

Nella prova scritta (10 quesiti e 3 ore a disposizione) lo studente dovra' risolvere problemi di base di meccanica ed elettrostatica. Durante la prova orale lo studente dovra' dimostrare la sua conoscenza degli argomenti del corso.

Metodo:

esame finale scritto (superato con una votazione maggiore od uguale a 15)

esame finale orale per chi ha superato l'esame scritto (facoltativo se lo scritto è superato con voto maggiore di 24)

Informazioni aggiuntive:

In caso di esame orale:

esame finale scritto 50% punteggio totale, esame finale orale 50% punteggio totale

 

Assessment criteria of knowledge

In the written exam (3 hours about ten questions to answer), the student must solve basic problems of mechanics and electromagnetism. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material.

Methods:

  • Final written exam (valid for a score greater than or equal to 15)
  • Final oral exam (optional for a score greater than or equal to 24 in the written exam)

Further informations:

In case of oral exam:


final written exam 50%, final oral exam 50%

Capacità

La conoscenza dei meccanismi fisici nell'ambito della meccanica e dell'elettromagnetismo è fondamentale per la comprensione di molti fenomeni naturali. Il corso intende quindi fornire agli studenti le conoscenze fisiche di base necessarie per i loro studi successivi nell'ambito delle scienze naturali ed ambientali. Tali conoscenze saranno anche indispensabili per la comprensione di corsi di fisica più avanzati attivati nel corso di laurea come ad es. il corso di acustica.

Skills

The student will  be able to solve simple physics problems in mechanics and electromagnetism. The student will be able to solve basic matematic equations.

Modalità di verifica delle capacità

Lo studente dovrà risolvere problemi semplici fornendone anche la soluzione numerica.

 

Assessment criteria of skills

The student must solve simple problems showing also the numerical solutions in a way that the numerical resolution of equations too should be right.

Comportamenti

Lo studente acquisirà la capacità di comprendere il testo di un problema di fisica. Svilupperà inoltre un'abitudine al pensiero scientifico ed all'uso di un linguaggio matematico per risolvere un problema di fisica.

Behaviors

The student will acquire the ability to understand the text of a physics problem. I will develop an attitude to the scientific thinking and to the adoption of the mathematic language to solve a physics problem.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante lo prove scritte ed orali the commissione verifica la capacità dello studente di comprendere e risolvere problemi fisici sugli argomenti del corso, la cui soluzione richiede anche la scrittura e la risoluzione di semplici equazioni matematiche.

 

Assessment criteria of behaviors

During the written and oral exam the commitee verify the ability of the student to understand and to solve a physics problem on the arguments of the course whose resolution also require the writing and the solving of a simple matematic equation.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Si assume che lo studente conosca le nozioni di base di calcolo, trigonometria, algebra e geometria.

Lo studente è invitato a verificare l'esistenza di eventuali propedeuticità consultando il Regolamento del Corso di studi relativo al proprio anno di immatricolazione. Un esame sostenuto in violazione delle regole di propedeuticità è nullo (Regolamento didattico d’Ateneo, art. 24, comma 3)

Prerequisites

Basic matematic knowledges (use of fraction, solving of first and second order equations, etc..). Very simple derivatives and integrals. Basic knowledges of trigonometry. No previous knowledges of physics are needed.

Students must verify the existence of any propaedeutics checking the regulations of the degree program of their year. An exam taken do not following the propaedeutic rules is not valid (Regolamento didattico d’Ateneo, art. 24, comma 3)".

 

 

 
Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • individual study

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
  • Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Meccanica

 Introduzione: unità di misura. Sistemi di coordinate nello spazio. Grandezze vettoriali e scalari. Operazioni con i vettori. Cinematica del punto: legge oraria e traiettoria. Velocità ed accelerazione vettoriali e scalari. Moto con accelerazione costante (moto di un grave). Moto circolare. Velocità ed accelerazione angolare. Dinamica del punto materiale: prima legge di Newton e riferimenti inerziali. Definizione di forza e di massa inerziale. Seconda e terza legge di Newton. Quantità di moto. Forza peso. Forza elastica ed oscillatore armonico unidimensionale. Forze vincolari. Tensione. Pendolo semplice. Forze di attrito. Conservazione di grandezze fisiche: conservazione della quantità di moto. Definizione di lavoro, potenza ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Energia potenziale e forze conservative. Conservazionedell'energia totale meccanica. Conservazione del momento angolare. Momento di una forza. Forze centrali. Forze gravitazionali. Velocità di fuga. Urti e forze impulsive: impulso di una forza. Conservazione della quantità di moto negli urti. Urti elastici ed anelastici. Dinamica del corpo rigido: corpi rigidi in rotazione attorno ad un asse, momento di inerzia, energia cinetica rotazionale. Relazione tra momento angolare e momento di una forza per corpi rigidi in rotazione. Energia cinetica rotazionale.

 Elettrostatica e correnti

 Elettrostatica delle cariche fisse: la legge di Coulomb. Campo elettrico. Principio di sovrapposizione. Flusso di un vettore.  Teorema di Gauss. Il potenziale del campo elettrico.  Energia potenziale elettrostatica di un sistema di cariche. Elettrostatica dei conduttori: conduttori ed isolanti. Induzione ed elettrostatica dei conduttori. Le gabbie di Faraday. Condensatori. Correnti stazionarie: Resistenza. Legge di Ohm. La forza elettromotrice. Resistenze e condensatori in serie ed in paralllelo. Circuiti a più maglie. 

 

Syllabus

Mechanics: kinematics, force and motion, kinetic energy and work, potential energy and conservation of energy, systems of particles, collisions, rotation, equilibrium, gravitation, oscillations. Electrostatic: electric charge, electric fields, Gauss'law, electric potential, capacitance. Electric circuits: current and resistance, circuits. 

Bibliografia e materiale didattico

Testo consigliato: Halliday-Resnick-Walker ``Fondamenti di fisica'', settima edizione (meccanica, elettrostatica) od altro libro di fisica sugli stessi argomenti e con lo stesso livello di difficoltà.

INFORMAZIONI DETTAGLIATE SUL CORSO, materiale didattico, compiti svolti degli anni precedenti ecc.. sono disponibili al sito:

http://fis-scamb-unipi.pbworks.com

Bibliography

Halliday, Resnick and Walker FUNDAMENTALS OF PHYSICS or other basic physics books of the same difficulty level.

Modalità d'esame

L'esame finale richiede il superamento di una  prova scritta inerente all'intero programma del corso, con un punteggio maggiore o uguale a 15/30, e di una prova orale con un punteggio maggiore o uguale a 18/30. 

Informazioni più dettagliate sul regolamento delle prove di esame e delle prove in itinere sono disponibili al sito: http://fis-scamb-unipi.pbworks.com

Assessment methods

The exam is composed of a written and an oral part. During the written part the students must solve physics problems answering to some questions which require a numerical solution. There is a minimum score (15) below which the partecipation to oral exam is discouraged. During the oral part the student must solve simple problems regarding the course program also discussing the main physical laws. The commitee is composed of at lest two people and the mean duration of the oral exam is one hour.

Note

Commissione d'esame:

Presidente: Scilla Degl'Innocenti. Membri: Claudio Luperini, Michele Cignoni

Commissione d'esame supplente:

Presidente supplente: Claudio Luperini Membri: Pier Giorgio Prada Moroni, Walter Del Pozzo

Notes

Examination board:

Chairperson: Scilla Degl'Innocenti. Members: Claudio Luperini, Michele Cignoni

Alternate examination board:

Chiarperson: Claudio Luperini Members: Pier Giorgio Prada Moroni, Walter Del Pozzo

Updated: 19/08/2023 18:19