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FISICA - Corso A (cognomi A-K)

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PHYSICS - A (cognomi A-K)

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
MFN1162
Docenti
Prof. Simonetta Marcello (Titolare del corso)
Dott. Marco Regis (Titolare del corso)
Dott. Filippo De Lillo (Esercitatore)
Corso di studio
Chimica e Tecnologie Chimiche
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
10
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti

Trattandosi di un insegnamento del I anno che si svolge al I semestre non ci sono prerequisiti specifici, ma soltanto il consiglio di seguire in contemporanea l'insegnamento di Matematica per poter capire meglio il formalismo utilizzato nelle lezioni di Fisica.

Since the teaching is in the I Semester, specific prerequisites are not requested. Apart from the advise to attend the Mathematics Teaching in the same semester, in order to understand the formalism used during the lectures.

Propedeutico a

Trattandosi di un insegnamento del I anno che si svolge al I semestre non ci sono prerequisiti specifici, ma soltanto il consiglio di seguire in contemporanea l'insegnamento di Matematica per poter capire meglio il formalismo utilizzato nelle lezioni di Fisica.

The teaching is not strictly propaedeutical to other teachings, but it's highly recommended to attend the classes before to attend the following teachings.

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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Lo scopo principale dell'insegnamento consiste nel mettere lo studente nella condizione di comprendere i concetti e i  principi fondamentali della Fisica e di acquisire un atteggiamento critico e un metodo che consenta loro un raccordo culturalmente efficace con le altre discipline insegnate nel Corso di Studi. L'insegnamento intende anche sviluppare le capacità di calcolo per consentire allo studente di risolvere i problemi.

The main aim of the teaching is to guide the student to understand the basic concepts and principles of Physics and to acquire a critical attitude and a method which allows the student an effective cultural link with the other teachings of the Course of Degree.  The teaching aims also to develop the skill of the student in calculation in order to solve the problems.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento lo studente deve essere in grado di comprendere i principi e le leggi fondamentali della meccanica e dei fenomeni elettromagnetici. Lo studente deve aver acquisito le competenze necessarie per risolvere semplici problemi e per rispondere alle domande sui concetti fondamentali insegnati. Inoltre, deve aver acquisito le nozioni di fisica utili a insegnamenti più avanzati del Corso di Studi.

At the end of the teaching the student has to understand the basic principles and laws of Mechanics and of Electromagnetic phenomena. The student must acquire the skills and competences needed to solve simple problems and to asnwer to questions about the basic taught concepts. Moreover, the student must acquire the elements of Physics useful in advanced teachings of the Course of Degree.

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Programma

I PARTE

-Introduzione su grandezze fisiche, analisi dimensionale, ordine di grandezza, cifre significative, scalari e vettori

-Cinematica. Moto in una dimensione e in due dimensioni. Posizione, velocità e accelerazione. Corpi in caduta libera.

-Dinamica. Il concetto di forza. Le Leggi di Newton.  Le forze di attrito.

-Lavoro ed Energia. Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica. Energia potenziale di un sistema. Forze conservative e non conservative. Conservazione dell'energia meccanica. Conservazione dell'energia in generale. Sistema isolato e sistema non isolato. Situazioni con attrito dinamico. Potenza

-Quantità di moto e conservazione della quantità di moto. Urti elastici e anelastici. Il centro di massa. Moto di un sistema di particelle.

-Moto rotazionale. Energia cinetica rotazionale. Momento di inerzia. Momento di una forza. Momento angolare.

-La legge di gravitazione universale. Le leggi di Keplero. Considerazioni energetiche nel moto dei pianeti.

-Moto oscillatorio. Oscillatore armonico semplice. Energia dell'oscillatore armonico semplice. Moto del pendolo semplice.

-Onde meccaniche. Onde trasversali  e longitudinali. Onde nelle corde. Riflessione e trasmissione delle onde. Potenza trasmessa dalle onde nelle corde. Onde acustiche. Interferenza tra onde.

-Meccanica dei fluidi. Pressione. Legge di Stevino. Legge di Pascal. Principio di Archimede. Dinamica dei fluidi. Linee di corrente. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli.

II PARTE
-Campi elettrici. Legge di Coulomb. Flusso elettrico e teorema di Gauss.

-Potenziale elettrico. Capacità. Condensatori con dielettrici. Energia immagazzinata in un condensatore.

-Corrente elettrica. Resistenza e legge di Ohm. Circuiti in corrente continua. Leggi di Kirchhoff. Energia e potenza nei circuiti elettrici. Circuiti RC.

-Campo magnetico. Forza di Lorentz. Legge di Biot-Savart. Teorema di Ampère.

-Legge di Faraday. Legge di Lenz. Induttanza.

-Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche. Polarizzazione. Laser.

-Riflessione e rifrazione di onde luminose. Dispersione e prismi. Principio di Huygens.

-Ottica ondulatoria. Interferenza. Diffrazione. Reticolo di diffrazione. Diffrazione di Raggi X.

PART I

-Introduction about physical quantities, dimensional analysis, order-of-magnitude, significant figures, scalars and vectors.

-Kinematics. Motion in one dimension and in two dimensions. Position, velocity and acceleration. Freely falling objects.

-Dynamics. The concept of Force. Newton's Laws. Forces of friction.

-Work and Energy. Kinetic Energy and the Work-Kinetic Energy theorem. Potential Energy of a System. Conservative and Nonconservative Forces. Conservation of mechanical energy. Conservation of energy. Isolated System and Nonisolated System. Situations involving kinetic friction. Power.

-Momentum and momentum conservation. Elastic and inelastic Collisions. The Centre of Mass. Motion of a System of Particles.

-Rotational motion. Rotational Kinetic Energy. The Moment of Inertia. The Torque. The Angular Momentum.

-The Universal Law of Gravitation. Kepler's Laws. Energy considerations in Planetary Motion.

-Oscillatory Motion. Simple Harmonic Motion. Energy of the Simple Harmonic Oscillator. Simple Pendulum.

-Mechanical Waves.  Transverse and Longitudinal Waves. Waves on Strings. Reflection and Transmission of Waves. Rate of Energy transfer by waves on strings. Sound Waves. Waves in Inteference.

-Fluid mechanics. Pressure. Stevino's Law. Pascal's Law. Archimede's Principle. Fluid Dynamic. Streamlines. Continuity Equation. Bernoulii's Equation.

PART II

-Electric Field. Coulomb's Law. Electric Flux and Gauss' Law.

-Electric potential. Capacitance. Capacitors with dielectrics. Energy stored in a Capacitor.

-Electric current. Resistance and Ohm's Law. Electrical circuits in continuous current. Kirchhoff's Rules. Energy and Power in Electric Circuits. RC Circuits.

-Magnetic field. Lorentz Force. iot-savart's Law. Ampère's Law.

-Faraday's Law. Lenz's Law. Inductance.

-Maxwell Equations. Electromagnetic waves. Polarization. Laser.

-Reflection and refraction of light waves. Dispersion and Prisms. Huygens' Principle.

-Wave Optics. Interference. Diffraction. Diffraction Garting. Diffraction of X-Rays by Crystals.

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Modalità di insegnamento

LEZIONE INTERATTIVA

Per coinvolgere maggiormente gli studenti nel processo di apprendimento nella I PARTE del corso viene sperimentato un metodo di insegnamento con LEZIONE INTERATTIVA. Quindi, pur continuando a spiegare con la lavagna e le slides, in certi momenti si fanno lavorare gli studenti in coppia o in piccoli gruppi di tre-quattro persone per favorire il "think-pair-share" nelle attività proposte: rispondere alle domande o a brevi esercizi, interpreatre grafici, interpretare caratteristiche delle immagini o semplicemnete fare un "brainstorming". Queste attività forniscono anche un primo feedback qualitativo all'insegnante, anche senza l'uso di strumenti informatici (App e altro), che potranno essere usati nei prossimi anni, per avere feedback quantitativi. Per approfondimenti su cosa si intenda per LEZIONE INTERATTIVA si possono consultare le pagine web del MIT
http://web.mit.edu/tll/tll-library/teach-talk/active-learning-2.html

oppure

http://serc.carleton.edu/introgeo/interactive/

Con questa sperimentazione si vuole arrivare negli anni a una vera LEZIONE INTERATTIVA

Invece, nella II PARTE del corso si usa il metodo tradizionale con lavagna e slides.

L'insegnamento consiste di 80 ore (10 CFU) di lezioni frontali, di 20 ore di Esercitazioni e di 20 ore di Tutorato. Queste 40 ore di Esrcitazioni e Tutorato sono da intendersi come attività di supporto per guidare lo studente a seguire e studiare l'insegnamento e a affronatare le prove d'esame scritto.

Le 80 ore (10 CFU) di lezioni frontali si dividono in due parti: I PARTE 40 ore (5 CFU), II PARTE 40 ore (5 CFU).

INTERACTIVE LECTURE

In the I PART of the course an approach to an INTERACTIVE LECTURE is used, in order to improve the learning ability of the students and to give a feedback to the teacher.

The students are asked to work in small group of two-three-four people in order to encourage the "think-pair-share" during the proposed activities: answer to questions or solve brief exercises, read graphs or read features of images or simply favour "brainstorming".

More information about INTERACTIVE LECTURE can be fount in the web pages of MIT:

http://web.mit.edu/tll/tll-library/teach-talk/active-learning-2.html

or here:

http://serc.carleton.edu/introgeo/interactive/

This is an attempt to move to an INTERACTIVE TEACHING in the future.

In the II PART the Classic method with blackboard or Slides is used.

The teaching consists of 80 hours (10 CFU) of lectures, 20 hours of Exercise Practice and 20 hours of Tutoring. This 40 hours of Practice and Tutoring are intended to be a support activity to guide the student to follow the teaching and to train and prepare  the student to deal with the written examination.

The 80 hours (10 CFU) of lectures are divided into two partes: PART I 40 hours (5 CFU) and PART II 20 hours (5 CFU).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in due compiti scritti: un esonero per la I parte e uno per la II parte dell'insegnamento, entrambe corrispondenti a 5 CFU.

Durante il semestre lo studente ha la possibilità di seguire le Esercitazioni e il Tutoraggio per verificare la propria preparazione.

La prima prova è alla fine del I semestre (in febbraio). La seconda prova è alla fine del II semestre (in giugno).

Il voto consiste nella media aritmentica dei risultati delle prove parziali, purché ENTRAMBE superate con la sufficienza (almeno 18/30). La lode vale due punti.

Il voto complessivo per i 10 CFU potrà essere registrato soltanto dopo avere superato entrambe le prove con esito positivo.

Il voto di  ciascun esonero vale un anno e mezzo dalla data della sessione in cui è stato fatto il compito scritto. Se entro un anno e mezzo non viene superato il secondo esonero con esito positivo, sarà necessario ripetere la prova scritta per il primo esonero.

Nel caso in cui in una sessione vi siano due appelli relativi allo stesso esonero, se lo studente decide di fare la prima prova scritta e consegna il compito, allora non potrà partecipare alla seconda prova scritta. Se, invece, decide di ritirarsi, ritenendo insufficiente il prorpio lavoro, può partecipare alla seconda prova scritta.

Il compito scritto consiste di problemi/esercizi e domande aperte di difficoltà variabile.

Alla fine del ciclo di lezioni e esercitazioni, prima della sessione di esami,  viene fonito agli studenti un testo tipico di esame per capire come è organizzato.

The examination consists in two written tests: one test for the PART I and one for the PART II of the teaching, both corresponding to 5 CFU.

During the semester the student can train himslef following the Exercise Practice and the Tutoring, to verify his/her level of preparation.

The test of PART I is at the end of the Semester (in February), the test of the PART II is at the end of the second Semester (in June).

The final mark corresponding to 10 CFU is calculated by the arithmetic mean between  the two markes of the single tests, provided that in each evaluation the mark is greater than 18/30. In case of examination passed with honours (30/30 e lode) 2 more points  are added to the mark (32) before the arithmetic mean.

The registration of the final mark will be done after both the two tests have been passed with success.

The mark of each test is valid for 1 year and half starting from the date of the test. During this period the student must pass the second test. If this is not the case he must pass again also the first written test.

When two tests of the same examination are included in the session, the student is allowed to give only one test. He can try both the tests, but if he delivers the test to the teacher he is not admitted to the second test in the session. If he evaluates his work is not sufficient and decides to withdraw from the examination he can be admitted to the second test.

The written test consists of exercises/problems and open questions of different difficulty.

At the end of the cycle of lectures, before the examination session is started, a typical text of the test is provided to the students, in order to show how it is organised.

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Attività di supporto

Esercitazioni:  20 ore, 10 ore per la I PARTE e 10 ore per la II PARTE

Durante le esercitazioni il docente svolge alcuni problemi alla lavagna con tutti i passaggi, seguendo il programma che viene svolto durante le lezioni frontali. Dopo l'Esercitazione i problemi svolti vengono forniti sul sito Campusnet.

Tutorato: 20 ore, 10 ore per la I PARTE e 10 ore per la II PARTE

Durante il Tutorato vengono assegnati dei problemi agli studenti e il docente controlla e corregge il procedimento per la soluzione dei problemi e risponde alle  domande degli studenti.

Excercise Practice: 20 hours, 10 hours for the PART I, 10 hours for the PART II

During the Practice the teacher shows how to solve a few problems step by step using the blackboard.  The teacher follows the programme carried out during the lectures. After the Practice the solution of the problems is uploaded on Campusnet website.

Tutoring: 20 hours, 10 hours for the PART I, 10 hours for the PART II

During the tutoring a few problems to be solved are assigned to the students. The teacher monitors and corrects the procedure to solve the problems and answers to questions of the students.

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Testi consigliati e bibliografia

• Testo base consigliato:

"Principi di Fisica" Serway&Jewett quinta edizione- EdiSes 2015       ISBN 978-88-7959-864-4

che contiene tutti gli argomenti dell'intero corso di 10 CFU

• Ogni anno alla fine del corso i docenti forniscono alcuni documenti PDF con molti problemi risolti.

In aggiunta lo studente può usare il seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
"Esercizi di Fisica" Gordon&McGrew&Serway&Jewett -edizione 2010 - EdiSes 

• Recommended Textbook:

"Principi di Fisica" Serway&Jewett quinta edizione- EdiSes 2015       ISBN 978-88-7959-864-4

All topics of the whole teaching of 10 CFU are included

•Every year at the end of the teaching  the teachers provide some PDF documents with many solved problems.

In addition, also this textbook can be used:
"Esercizi di Fisica" Gordon&McGrew&Serway&Jewett -edizione 2010 - EdiSes

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Note

Ricevimento: tutti i giorni, purché sia stato fissato un appuntamento via e-mail.

Il docente NON risponde a email di studenti prive di Nome e Cognome

Question time: office hours, provided that an appointment has been fixed by email.

The teacher CANNOT reply to email from students where Name and Family Name are not written clearly

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Ultimo aggiornamento: 20/06/2019 15:59
Location: https://chimicaetecnologie.campusnet.unito.it/robots.html
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