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Ivan MARRI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Fisica II
Ingegneria meccatronica (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire allo studente gli strumenti necessari per la comprensione e l’analisi dei fenomeni e delle grandezze fisiche relative all'elettricità, al magnetismo e all'ottica geometrica e ondulatoria, nonché le metodologie utili per la risoluzione di esercizi su tematiche affrontate durante il corso.
Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà essere in grado di:
-Comprendere ed analizzare i fenomeni e le grandezze fisiche relative all'elettricità, al magnetismo e all' ottica.
-Risolvere esercizi e problemi di elettrostatica, magnetismo ed ottica, applicando le conoscenze acquisite.
-Sviluppare la capacità di scegliere autonomamente le metodiche di analisi e soluzione dei problemi relativi alle tematiche affrontate nel corso.
-Sviluppare la capacità di esporre in modo chiaro, rigoroso e conciso i concetti affrontati nel corso.
-Sviluppare la capacità di approfondire in modo autonomo aspetti collaterali agli argomenti proposti durante il corso.
Per un ulteriore approfondimento degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei “Risultati di apprendimento attesi”.
Prerequisiti
Concetti di base di geometria, trigonometria, algebra lineare, calcolo differenziale e integrale e meccanica del punto e del corpo rigido.
Programma del corso
L’insegnamento si svolge nel secondo semestre del primo anno, per un totale di 54 ore di lezione teoriche più attività legate alle esercitazioni (per un totale di 6 CFU). I contenuti sotto riportati sono da considerarsi indicativi e potrebbero essere integrati o parzialmente modificati in funzione di situazioni contingenti o alla luce di feedback da parte degli studenti. La suddivisione in CFU è puramente indicativa
Parte 1 (2.5 CFU, 23 ore)
1) Carica elettrica e campo elettrico
2) Legge di Gauss
3) Il potenziale elettrico
4) Capacità e dielettrici
5) Correnti elettriche e resistenza
6) Circuiti in corrente continua
Parte 2 (2.5 CFU, 23 ore)
7) Magnetismo
8) Sorgenti del campo magnetico
9) Induzione elettromagnetica e legge di Faraday
10) Induttanza, oscillazioni, elettromagnetiche e circuiti in corrente alternata
11) Equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Parte 3 (1 CFU, 8 ore)
12) La luce: riflessione e rifrazione
13) Lenti e strumenti ottici
14) La natura ondulatoria della luce: interferenza
15) Diffrazione e polarizzazione della luce
Metodi didattici
La didattica è basata su lezioni frontali svolte tramite l’ausilio di lavagne virtuali. La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata. Il corso è erogato in lingua italiana. Tutte le informazioni relative al corso nonché il materiale didattico saranno caricate sulle piattaforme Moodle e/o Teams. Il docente riceve gli studenti su appuntamento richiesto via e-mail.
Testi di riferimento
Dispense del docente relative al corso disponibili su moodle
Testi consigliati:
-W. Edward Gettys, F. Keller, M. Skove, Fisica, vol. II, ed.McGraw-Hill-Milano
-Giancoli, Fisica II, Casa Editrice Ambrosiana
-S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni: "Fisica Generale Elettromagnetismo, Ottica"
-Mazzoldi, Nigro, Voci; "Fisica II"
-Serway: "Fisica II per Scienze ed Ingegneria"
Verifica dell'apprendimento
L'esame si compone di una prova preliminare a risposta multipla che se superata dà accesso alla prova scritta costituita da problemi da risolvere. Chi supererà entrambe le prove scritte potrà accedere alla prova orale.
Lo scopo dell’esame è di verificare la capacità dello studente di risolvere problemi di meccanica del punto, del corpo rigido, dei fluidi e di termodinamica nonché la sua capacità di discutere in modo chiaro le tematiche affrontate durante il corso. Il punteggio finale si ottiene mediando i punteggi ottenuti nella prova scritta e nella prova orale. Le prove saranno svolte in presenza. La durata dell’esame scritto è fissata in 3 ore. Lo studente potrà utilizzare la calcolatrice e dovrà tenere spento il cellulare. Gli esiti saranno comunicati indicativamente entro due settimane dalla data d’esame; la pubblicazione avverrà tramite Esse3. Il voto è espresso in trentesimi e il superamento dell’esame comporta il raggiungimento della soglia dei 18/30.
Verranno inoltre svolte due prove d’esame in itinere, una durante la pausa di metà corso, l’altra a fine corso. Si tratta di prove scritte costituite da problemi e domande teoriche.
Ad ogni prova verrà assegnato un punteggio massimo di 16 punti. Il voto finale corrisponderà alla somma dei punteggi conseguiti nelle 2 prove. L'esame sarà ritenuto superato se si otterrà una valutazione complessiva maggiore o uguale a 18. La lode verrà data nel caso in cui la somma dei punteggi sia superiore a 30. Chi non dovesse raggiungere una valutazione complessiva di almeno 18 dovrà sostenere l'esame finale nelle sessioni ufficiali.
Risultati attesi
Tramite le lezioni in aula e il materiale didattico fornito attraverso le dispense lo studente acquisirà le conoscenze di base di elettrostatica, magnetismo, elettrodinamica, onde elettromagnetiche, ottica geometrica e ottica ondulatoria e l'abilità di risolvere i relativi esercizi.
In particolare:
-Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente svilupperà la capacità di comprendere e analizzare i fenomeni e le grandezze fisiche relativi all'elettricità, al magnetismo e all'ottica.
-Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente svilupperà la capacità di risolvere esercizi e problemi di elettricità, magnetismo ed ottica, applicando le conoscenze acquisite.
-Autonomia di giudizio:
Lo studente svilupperà la capacità di scegliere autonomamente le metodiche di analisi e soluzione dei problemi relativi alle tematiche affrontate nel corso.
-Abilità comunicative:
Lo studente svilupperà la capacità di esporre in modo chiaro, rigoroso e conciso i concetti affrontati nel corso.
-Capacità di apprendimento:
Lo studente svilupperà la capacità di approfondire in modo autonomo alcuni aspetti collaterali degli argomenti proposti nel corso.