Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Fisica I

17AXOLZ, 15AXOPI, 15AXOPL, 17AXOJM, 17AXOLI, 17AXOLM, 17AXOLN, 17AXOLP, 17AXOLX, 17AXOMA, 17AXOMB, 17AXOMC, 17AXOMH, 17AXOMK, 17AXOMN, 17AXOMO, 17AXOMQ, 17AXONX, 17AXOOA, 17AXOOD, 17AXOPC, 18AXOLS

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (Mechanical Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo (Automotive Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica (Computer Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo - Torino
Corso di Laurea in Electronic And Communications Engineering (Ingegneria Elettronica E Delle Comunicazioni) - Torino
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Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Torino
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Corso di Laurea in Matematica Per L'Ingegneria - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Del Cinema E Dei Mezzi Di Comunicazione - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 76
Esercitazioni in aula 18
Esercitazioni in laboratorio 6
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Bianco Stefano - Corso 2   Professore Associato FIS/03 76 0 30 0 6
Bosia Federico - Corso 5   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B FIS/01 76 0 0 0 3
Bufalino Stefania - Corso 15   Professore Associato FIS/01 76 18 18 0 6
Canavese Giancarlo - Corso 17   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B FIS/03 76 0 0 0 2
Ferrero Sergio - Corso 18 Ricercatore FIS/03 76 0 0 0 7
Gerbaldo Roberto - Corso 8 Professore Associato FIS/01 76 18 6 0 18
Girolami Davide - Corso 3   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B FIS/03 76 0 0 0 3
Gliozzi Antonio - Corso 14 Professore Associato FIS/01 76 0 30 0 11
Laviano Francesco - Corso 9 Professore Associato FIS/01 76 0 0 0 7
Mandracci Pietro - Corso 4 Professore Associato FIS/03 76 0 0 0 4
Porro Samuele - Corso 6   Professore Associato FIS/03 76 0 30 0 5
Quaglio Marzia - Corso 11   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B FIS/03 76 0 0 0 3
Ruggiero Matteo Luca - Corso 10 Docente esterno e/o collaboratore   76 0 0 0 9
Scalerandi Marco - Corso 12 Professore Associato FIS/01 76 0 30 0 16
Scarfone Antonio Maria - Corso 1 Docente esterno e/o collaboratore   76 0 0 0 8
Stassi Stefano - Corso 16   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B FIS/03 76 0 0 0 2
Taccheo Stefano - Corso 7 Professore Associato FIS/01 76 18 12 0 3
Tagliaferro Alberto - Corso 19 Professore Associato FIS/03 76 36 30 0 5
Tortello Mauro - Corso 13   Ricercatore a tempo det. L.240/10 art.24-B FIS/03 76 0 0 0 4
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/01 10 A - Di base Fisica e chimica
2020/21
L’ obiettivo principale del Corso Fisica I è di fornire allo studente una solida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto principalmente attiene alla meccanica, all’elettrostatica e alla termodinamica. A tale scopo, il Corso mira a dotare gli studenti dei necessari strumenti culturali e metodologici.
The main objective of the Physics I course is to provide the students with a solid scientific base, aimed to mature understanding and quantitative description of the fundamental laws of nature, concerning mechanics, electrostatics and thermodynamics.
- Conoscenza e capacità di comprensione (acquisizione delle basi teoriche e sperimentali della meccanica, dei fondamenti di elettrostatica e della termodinamica e comprensione critica delle loro leggi; avvio alla comprensione del metodo scientifico, della natura e delle modalità della ricerca in Fisica). - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità di identificazione degli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario; capacità di applicazione delle leggi e delle teorie a situazioni concrete mediante la risoluzione di problemi).
- Knowledge and understanding (acquisition of theoretical and experimental skills in mechanics, fundamentals of electrostatics and thermodynamics and critical understanding of their laws; start understanding the scientific method, the nature and modalities of research in Physics). - Practical application of the acquired knowledge (ability to identify the essential elements of a phenomenon, in terms of magnitude order and required level of approximation; ability to apply laws and theorems to practical situations through problem solving).
Il Corso presuppone che gli studenti conoscano gli argomenti trattati nel corso di Analisi Matematica I, in particolare l'utilizzo del calcolo differenziale ed integrale. Sono inoltre necessarie nozioni di trigonometria e una conoscenza di base del calcolo vettoriale
The students are assumed to know the topics covered by the course of Mathematical Analysis I, in particular the use of differential and integral calculus. Further prerequisites are notions of trigonometry and a basic knowledge of vector calculus.
INTRODUZIONE Il metodo sperimentale e le grandezze fisiche. L’operazione di misurazione. Dimensioni delle osservabili fisiche e unità di misura. Tipi di incertezze sperimentali e propagazione delle incertezze. CINEMATICA del punto. Richiami di calcolo vettoriale. Sistemi di riferimento. Posizione e spostamento, velocità, accelerazione in una e più dimensioni. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto vario. Moto in coordinate polari e cilindriche. Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). Moto circolare ed altri esempi. Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. DINAMICA del punto. Leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in natura. Forze centrali. Forza di gravità. Forza di Coulomb. Forza elastica. Forze vincolari. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’ inerzia o apparenti. Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni. Oscillatore armonico: moto armonico semplice, moto armonico smorzato e forzato. Risonanza. Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Legge di Gravitazione e Legge di Coulomb. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. Legge di Coulomb e carica. Principio di sovrapposizione degli effetti. Campo gravitazionale e campo elettrostatico. Linee di campo e flusso. Potenziale gravitazionale e potenziale elettrostatico. Teorema di Gauss per il campo gravitazionale e per il campo elettrostatico. Distribuzioni a simmetria sferica ed altri esempi. DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità a di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa e teoremi di Koenig. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici e anelastici di I e II specie. DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. Definizione di corpo rigido. Corpo rigido in pura traslazione. Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Energia cinetica di un corpo rigido. Moto di rotolamento senza e con strisciamento. Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI. Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino. Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli. Esempi ed applicazioni. Cenni sul moto viscoso. TERMODINAMICA: calorimetria, I principio e gas perfetti. Termometria, trasmissione del calore. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Calorimetria. Gas perfetti. Teoria cinetica dei gas, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni isoterme e adiabatiche). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.
INTRODUCTION The experimental method and the physical quantities. The measurement process. Dimensions of physical observables and units of measurement. Uncertainty (statistical and systematic errors) and uncertainty propagation. Particle KINEMATICS. Review of vector calculus. Reference frames. Position, displacement, velocity, and acceleration in 1, 2 and 3 dimensions. Uniform motion. Motion with constant and variable acceleration. Polar and cylindrical coordinates. Tangent and normal components of acceleration, radius of curvature. Circular motion. Velocity and acceleration composition laws. Particle DYNAMICS Mass and force. Inertial reference frames. Newton’s Laws. Gravitational force. Coulomb’s force. Elastic force. Constraints. Static and kinetic friction. Viscous resistance. Non inertial reference frames: fictitious forces. Work and kinetic energy: definition of work, work-energy theorem. Potential Energy and energy conservation: conservative force fields and potential energy. Mechanical-energy conservation. Examples and applications. Harmonic oscillator: harmonic motion, damped and driven harmonic motion. Resonance. Linear momentum and angular momentum: impulse-momentum theorem. Moment of a force (torque) and angular momentum. Angular momentum theorem. Newton’s Law of Gravitation and Coulomb’s Law. Kepler’s laws. Law of universal gravitation, inertial and gravitational mass. Coulomb’s law and charge. Superposition principle of forces. Gravitational and electrostatic fields. Field lines and flux. Gravitational and electrostatic potential: Gauss’ theorem, charge distributions with spherical symmetry and other examples. DYNAMICS and STATICS of many-particle systems and COLLISIONS. Continuous and discrete systems. Internal and external forces. Equation of motion of the center of mass. Total momentum of many-particle systems. Center of mass and linear momentum conservation. Angular momentum of many-body systems: Angular momentum theorem and conservation. Angular momentum and kinetic energy in the center-of-mass frame. Collisions: momentum and kinetic energy in collision processes. Elastic and inelastic collisions. DYNAMICS of a rigid body. Definition of rigid body. Translation and rotation about a fixed axis of a rigid body. Moment of inertia. Parallel-axis theorem. Rigid-body kinetic energy. Pure rolling motion. Rolling motion with slipping. Conservation laws in the rigid-body motion. Mechanical equilibrium of a rigid body. Examples and applications. MECHANICS OF FLUIDS. Pressure. Statics of fluids: hydrostatic pressure (Stevin’s law). Pascal’s law and Archimedes principle. Dynamics of ideal fluids: flux lines and flux tube. Equation of continuity. Bernoulli’s theorem. Examples and applications. Viscosity. THERMODYNAMICS: calorimetry, First Law of Thermodynamics and ideal gases. Basic concepts in thermometry and heat transfer. Thermodynamic equilibrium and variables of state. Reversible and irreversible thermodynamic transformations. Adiabatic, isothermal, isobaric and isochoric transformations. First Law of Thermodynamics, internal energy. Calorimetry. Ideal (or perfect) gases. Kinetic theory of gases, work and internal energy. Applications of the first law to ideal gases. THERMODYNAMICS: Second Law of Thermodynamics and Entropy. Second Law of Thermodynamics: Kelvin and Clausius statements. Heat engines and refrigerators. Thermal efficiency. Carnot’s cycle and other cycles. Carnot’s theorem. Thermodynamic temperature. Clausius’ theorem. Entropy.
Il Corso consta di lezioni ed esercitazioni in aula, nonché di esercitazioni di laboratorio.
Lessons, exercise classes and laboratory sessions will be given.
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma di questo corso e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla soluzione di esercizi. - L’esame è composto da una prova scritta (su piattaforma informatica di ateneo integrata con strumento di proctoring) e una successiva prova orale, entrambe obbligatorie. - La prova scritta sarà articolata nel seguente modo: a) test con domande a risposta multipla; b) soluzione di due problemi strutturati, con domande aperte. Entrambe le prove, test e problemi, possono spaziare su tutti gli argomenti del corso (fa fede il programma ufficiale del corso). - Le parti a) e b) saranno entrambe eseguite sulla piattaforma informatica, senza soluzione di continuità, in uno dei giorni dell’appello. - Il test a) è a soglia. Il mancato superamento della soglia comporta la bocciatura. In ogni caso, sarà consentito allo studente di completare lo scritto con la prova b), anche se i problemi saranno corretti solo se la soglia sul test è stata superata. - Se la soglia sul test è superata, si considera la prova scritta nel suo insieme [a)+b)], ed entrambe le parti concorreranno alla formazione del voto dello scritto. Con un voto complessivo maggiore o uguale a 16/30 si potrà accedere alla prova orale. - La prova orale sarà calendarizzata nei giorni seguenti allo scritto e verrà tenuta mediante strumento Virtual Classroom o simili. Lo studente (che ha superato lo scritto) potrà sostenere l'esame orale nella stessa sessione o in una sessione successiva, fino all'appello di settembre, compreso. - All'orale potrà essere valutata l'eventuale relazione di laboratorio (facoltativa), che potrà pesare sul voto fino ad un massimo di +/- 2/30.
Exam: Compulsory oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
The exam aims to ascertain the knowledge of the topics covered in the program of this course and the ability to apply the theory and its methods to the solution of exercises. - The exam consists of a written test (on the university IT platform, integrated with a proctoring tool) and a subsequent oral exam, both mandatory. - The written test will be structured as follows: a) multiple choice questions; b) solution of two structured problems, with open questions. Both tests and problems can focus on all the topics of the course (see the official program of the course for details). - Parts a) and b) will both be performed on an IT platform, without interruption, on one of the exam dates. - Test a) involves a threshold. Failure to exceed the threshold leads to rejection. In any case, the student will be allowed to complete test b), the latter will be corrected only if the threshold on test a) has been exceeded. - If the threshold on test a) is exceeded, the written test is considered as a whole [a) + b)], and both parts will contribute to the mark of the written exam. With an overall mark greater than or equal to 16/30, it will be possible to have access the oral exam. - The oral exam will be scheduled in the days following the written exam and will be held using a Virtual Classroom or similar tool. The student (who has passed the written exam) will be able to take the oral exam in the same session or in a subsequent session, up to and including the September session. - At the oral exam, laboratory reports (which are optional) may be evaluated, and may contribute to the overall mark by up to a maximum of +/- 2/30.
Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma di questo corso e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla soluzione di esercizi. - L’esame è composto da una prova scritta e una successiva prova orale, entrambe obbligatorie. - Regole e durate dell’esame sono le stesse sia per l’esame in remoto che per l’esame in presenza. L’esame scritto in remoto verrà effettuato tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo integrata con strumenti di proctoring, l’esame orale in remoto verrà effettuato in Virtual Classroom o su piattaforme analoghe. L’esame scritto e orale in presenza verrà effettuato in aula e nei laboratori informatici. - La prova scritta sarà articolata nel seguente modo: a) test con domande a risposta; b) soluzione di due problemi strutturati, con domande aperte. Entrambe le prove, test e problema, possono spaziare su tutti gli argomenti del corso (fa fede il programma ufficiale del corso). - Il test a) è a soglia. Il mancato superamento della soglia comporta la bocciatura. In ogni caso, sarà consentito allo studente di completare lo scritto con la prova b), anche se i problemi saranno corretto solo se la soglia sul test è stata superata. - Se la soglia sul test è superata, si considera la prova scritta nel suo insieme [a)+b)], ed entrambe le parti concorreranno alla formazione del voto dello scritto. Con un voto complessivo maggiore o uguale a 16/30 si potrà accedere alla prova orale. - La prova orale sarà calendarizzata nei giorni seguenti allo scritto. Lo studente (che ha superato lo scritto) potrà sostenere l'esame orale nella stessa sessione o in una sessione successiva, fino all'appello di settembre, compreso. - All'orale potrà essere valutata l'eventuale relazione di laboratorio (facoltativa), che potrà pesare sul voto fino ad un massimo di +/- 2/30.
Exam: Computer lab-based test; Written test; Compulsory oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
The exam aims to ascertain the knowledge of the topics covered in the program of this course and the ability to apply the theory and its methods to the solution of exercises. - The exam consists of a written test (on the university IT platform, integrated with a proctoring tool) and a subsequent oral exam, both mandatory. - The written test will be structured as follows: a) multiple choice questions; b) solution of two structured problems, with open questions. Both tests and problems can focus on all the topics of the course (see the official program of the course for details). - Parts a) and b) will both be performed on an IT platform, without interruption, on one of the exam dates. - Test a) involves a threshold. Failure to exceed the threshold leads to rejection. In any case, the student will be allowed to complete test b), the latter will be corrected only if the threshold on test a) has been exceeded. - If the threshold on test a) is exceeded, the written test is considered as a whole [a) + b)], and both parts will contribute to the mark of the written exam. With an overall mark greater than or equal to 16/30, it will be possible to have access the oral exam. - The oral exam will be scheduled in the days following the written exam and will be held using a Virtual Classroom or similar tool. The student (who has passed the written exam) will be able to take the oral exam in the same session or in a subsequent session, up to and including the September session. - At the oral exam, laboratory reports (which are optional) may be evaluated, and may contribute to the overall mark by up to a maximum of +/- 2/30.


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