Conoscenze matematiche di base relative alla geometria euclidea, alla geometria analitica ed alla trigonometria. Conoscenza del concetto generale di funzione matematica, derivata ed integrale.

Il processo di apprendimento è organizzato in sequenza logica con valutazione intermedia degli obbiettivi di apprendimento raggiunti.

Si accompagna l’introduzione dei concetti fondamentali con esempi pratici durante le esercitazioni in aula.

E' fortemente consigliato seguire le lezioni frontali del corso e le esercitazioni programmate. 

• le lezioni si svolgono in aula;
• sono previste sessioni settimanali di esercitazioni sui concetti sviluppati a lezione;
• lo studente ha a disposizione un sito web del corso;
• il materiale didattico è disponibile nelle pagine web del corso, questo include una raccolta delle prove in itinere ed i testi delle sessioni d'esame;
• l'interazione tra studente e docente avviene tramite: le lezioni frontali, i ricevimenti settimanali la posta elettronica di ateneo;
• sono programmate quattro prove intermedie per la valutazione degli obiettivi del corso.

1. Grandezze scalari e vettoriali. Somma e scomposizione di vettori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale.
2. Forze. Inerzia ed equilibrio: prima legge della dinamica. Diagramma di corpo libero. Equilibrio traslazionale. Terza legge del moto di Newton. Forze interne ed esterne. Forza di gravità e peso. Forze di contatto. Forze di attrito statico e dinamico. Tensione.
3. Posizione e spostamento. Velocità media ed istantanea. Accelerazione media ed istantanea. Seconda legge del moto di Newton. Effetto di una forza costante sul moto di un corpo. Velocità relativa e sistemi di riferimento.
4. Moto uniformemente accelerato. Caduta libera. Moto di un proiettile. Resistenza dell'aria e velocità limite.
5. Moto circolare: spostamento angolare, velocità e accelerazione angolare. Relazione tra velocità lineare ed angolare. Rotolamento. Accelerazione centripeta. Orbite circolari dei satelliti. Moto circolare non uniforme. Accelerazione tangenziale e angolare.
6. Conservazione dell'energia. Forme di energia. Definizione di lavoro. Energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale. Legge di Hook e molle ideali. Energia potenziale elastica. Potenza.
7. Quantità di moto e impulso. Teorema dell'impulso. Formulazione della seconda legge di Newton mediante la derivata temporale della quantità di moto. Legge di conservazione della quantità di moto. Prima equazione cardinale dei sistemi. Centro di massa. Primo e secondo teorema del centro di massa. Urti elastici, anelastici e completamente anelastici.
8. Energia cinetica rotazionale e momento d'inerzia. Momento di inerzia di corpi rigidi con distribuzione uniforme di massa di varie forme geometriche. Macchina di Atwood. Momento torcente. Braccio della forza. Baricentro e momento torcente della forza di gravità . Lavoro del momento torcente. Equilibrio di un corpo rigido. Relazione tra momento torcente ed accelerazione angolare di un corpo rigido. Corpi rigidi che rotolano senza strisciare. Definizione di momento angolare. Momento angolare di un corpo rigido. Relazione tra momento angolare e momento torcente. Legge di conservazione del momento angolare.
9. Stati di aggregazione della materia. Fluidi. Definizione di pressione e densità . Principio di Pascal. Effetto della forza di gravità sulla pressione di un fluido. Metodi di misura della pressione: manometro, barometro, sfigmomanometro. Principio di Archimede. Peso specifico relativo. Galleggiamento. Accelerazione di un corpo immerso in un fluido in assenza di viscosità . Fluidi in movimento. Moto di un fluido ideale, incomprimibile in regime stazionario. Definizione di: linea di flusso, flusso laminare, portata in massa, portata in volume. Equazione di continuità e di Bernoulli. Teorema di Torricelli. Venturimetro. Fibrillazione arteriosa. Aneurisma. Viscosità. Legge di Poiseuille. Resistenza viscosa. Legge di Stokes. Velocità limite.
10. Introduzione all'elettrostatica. Carica elettrica: tipi di carica, carica elementare, conservazione della carica. Polarizzazione. Conduttori e isolanti. Elettrizzazione per strofinio. Collegamento a terra. Elettrizzazione per induzione. Legge di Coulomb. Costante di Coulomb e costante dielettrica del vuoto. Forza esercitata su una carica puntiforme da N caroche puntiformi.
11. Definizione di campo elettrico. Campo elettrico di una carica puntiforme. Principio di sovrapposizione e campo elettrico di una distribuzione discreta di cariche. Linee di forza del campo elettrico: di una carica puntiforme, di un dipolo, di un guscio sferico sottile. Moto di una carica puntiforme in un campo elettrico uniforme. Sistema di coordinate sferiche e cilindriche. Angolo solido. Flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie. Flusso del campo elettrico di una carica puntiforme attraverso una superficie chiusa sia nel caso con la carica all'interno della superficie che all'esterno. Teorema di Gauss. Campo elettrico generato da una distribuzione rettilinea infinita e omogenea di carica: calcolo usando il teorema di Gauss e le proprietà di simmetria. Generalizzazione al caso di una distribuzione di carica infinita a simmetria cilindrica. Calcolo del campo elettrico generato da: piano carico infinito e omogeneo; guscio sferico uniformemente carico e vuoto; sfera carica piena uniformemente carica.
12. Conduttori: campo elettrico all'interno e sulla superficie; distribuzione della carica. Energia potenziale elettrica: per una coppia di cariche puntiformi; per una distribuzione di N cariche puntiformi. Potenziale elettrico. Differenza di potenziale. Potenziale dovuto a: una carica puntiforme; N cariche puntiformi. Circuitazione del campo elettrico. Relazione tra campo elettrico e potenziale. Gradiente del potenziale. Superfici equipotenziali. Discontinuità della componente normale e continuità della componente tangenziale del campo elettrico ad una distribuzione superficiale di carica. Potenziale generato da una sfera conduttrice carica. Conservazione dell'energia per cariche in movimento. Condensatori. Definizione di capacità. Calcolo della capacità di un condensatore: piano, sferico, cilindrico. Energia immagazzinata in un condensatore. Densità di energia del campo elettrico.
13. Corrente elettrica: definizione e unità di misura. Forza elettromotrice. Lavoro compiuto da una batteria ideale. Circuiti. Rappresentazione microscopica della corrente: velocità di deriva e relazione tra corrente e velocità di deriva. Legge di Ohm. Resistenza: definizione e sua unità di misura. Resistività. Dipendenza della resistività dalla temperatura. Potenza ed energia nei circuiti. Potenza dissipata da una resistenza. Potenza erogata da una fem con resistenza interna. 
14. Definizione di campo magnetico. Linee di campo magnetico. Campo magnetico terrestre. Forza magnetica su una carica puntiforme. Moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme: 1) caso con velocità perpendicolare al campo magnetico (calcolo del raggio della traiettoria e del periodo); caso generale. Spettrometro di massa. Ciclotrone. Carica in moto soggetta sia al campo magnetico che al campo elettrico. Selettore di velocità.

1. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson: “Fisica Generale”, ed. McGraw-Hill

2. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: “Fondamenti di Fisica – volume unico”, ed. Zanichelli

3. Serway, R.A., Jewett Jr, J.W.: “Principi di Fisica”, ed. EdiSES

Se la situazione epidemiologica permette gli esami in presenza: 

Scritto e orale.

All’orale si accede se lo scritto è superato con una votazione superiore o pari a 15/30.

Dall'esame scritto è esonerato chi supera le prove in itinere con una media superiore o pari a 15/30. Le prove in itinere saranno quatttro (tre + una di recupero). Ciascuna prova in itinere consiste nella soluzione di 10 domande, in cui vencono fornite risposte multiple.

Modalità degli scritti: soluzione con svolgimento esteso di problemi di fisica analoghi a quelli trattati durante il corso. Ciascuna prova scritta consiste in 2 problemi, il primo riguardante la meccanica, ed il secondo la parte del programma relativa all'elettricità e al magnetismo. Ogni problema consiste nella soluzione di 5 domande di eguale valore nella costruzione della valutazione finale.

La validità degli scritti è estesa all’interno di ciascuna sessione. Le prove scritte valgono fino alla partecipazione all’orale ed in caso di abbandono o bocciatura all’orale, per l’ammissione ad un nuovo orale è necessario superare una nuova prova scritta.

La prova orale consiste in un colloqui con la commissione, due docenti, e verte su domande relative agli argomenti illustrati nel corso e loro semplici applicazioni, come la soluzione guidata di problemi simili a quelli delle prove scritte. 

Se la situazione epidemiologica NON permette gli esami in presenza:

Durante il periodo di emergenza epidemiologica, visto l’obbligo di svolgere le prove d’esame da remoto in modalità telematica, siamo costretti a modificare le regole di verifica dell’apprendimento come segue:

Tutti gli esami sono convertiti in esami orali in modalità telematica. L’esame sarà costituito da una domanda “secca” iniziale (es. come si definisce il lavoro) a cui si deve rispondere in breve tempo in modo corretto per poter accedere alla seconda parte dell’esame che consisterà nello svolgimento di esercizi. 

Qualora la situazione epidemiologica migliori verso la sessione d'esame, verrá valutata la possibilitá di un'esame scritto.

https://polo3.elearning.unipi.it/course/view.php?id=2872