ID:
000417
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
FISICA SPERIMENTALE
Url:
INGEGNERIA MECCANICA/PERCORSO COMUNE Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (19/09/2024 - 17/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'obiettivo formativo del corso di Fisica II e' di insegnare le basi dell'elettromagnetismo classico, sia nel vuoto che nei mezzi isotropi ed omogenei, in modo tale da permettere allo studente di affrontare problemi di elettromagnetismo e applicare le leggi acquisite per risolverli. L'elettromagnetismo classico e' alla base di altri insegnamenti dei corsi di laurea in ingegneria elettronica e delle telecomunicazioni, ingegneria dell'automazione e ingegneria informatica. Nella formazione e' compresa sia la parte teorica che la parte di esercitazioni.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- Descrizione dei fenomeni elettrici nel vuoto e nella materia ed interpretazione di tali fenomeni attraverso il concetto di campo elettrico e potenziale elettrico.
- Descrizione dei fenomeni magnetici nel vuoto e nella materia ed interpretazione di tali fenomeni attraverso il concetto di campo magnetico e dell'interazione tra campo magnetico e momento magnetico degli atomi.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- Capacità di analizzare e risolvere semplici problemi che riguardano fenomeni elettrici o magnetici come la conduzione elettrica, il calcolo del campo elettrico e magnetico nello spazio e il calcolo delle forze di interazione tra cariche elettriche o tra fili percorsi da corrente e campi magnetici esterni.
- Sviluppo di una capacità analitica che permette di scomporre un problema in sotto-sezioni che possono essere affrontate tramite le competenze acquisite.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- Descrizione dei fenomeni elettrici nel vuoto e nella materia ed interpretazione di tali fenomeni attraverso il concetto di campo elettrico e potenziale elettrico.
- Descrizione dei fenomeni magnetici nel vuoto e nella materia ed interpretazione di tali fenomeni attraverso il concetto di campo magnetico e dell'interazione tra campo magnetico e momento magnetico degli atomi.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- Capacità di analizzare e risolvere semplici problemi che riguardano fenomeni elettrici o magnetici come la conduzione elettrica, il calcolo del campo elettrico e magnetico nello spazio e il calcolo delle forze di interazione tra cariche elettriche o tra fili percorsi da corrente e campi magnetici esterni.
- Sviluppo di una capacità analitica che permette di scomporre un problema in sotto-sezioni che possono essere affrontate tramite le competenze acquisite.
Prerequisiti
Le basi di matematica necessarie per poter seguire proficuamente il corso sono: sistemi di riferimento in coordinate cartesiane, polari e cilindriche, trigonometria, calcolo vettoriale, calcolo integrale e differenziale di funzioni di più variabili reale.
Sono inoltre fondamentali molti argomenti del corso di Fisica I come la dinamica e la cinematica
All'inizio del corso vengono fornite alcune nozioni base di calcolo vettoriale, operatori differenziali vettoriali, e vengono presentati il teorema di Gauss e il teorema di Stokes.
Sono inoltre fondamentali molti argomenti del corso di Fisica I come la dinamica e la cinematica
All'inizio del corso vengono fornite alcune nozioni base di calcolo vettoriale, operatori differenziali vettoriali, e vengono presentati il teorema di Gauss e il teorema di Stokes.
Metodi didattici
Il corso viene erogato tramite lezioni frontali che affrontano sia argomenti teorici che problemi pratici volti a chiarire gli argomenti teorici. Durante le lezioni frontali verranno affrontati esercizi della stessa tipologia di quelli che verranno proposti alla prova finale del corso.
Verifica Apprendimento
Lo scopo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
La modalità di verifica dell'apprendimento consiste in un esame orale suddiviso nella risoluzione alla lavagna di un esercizio e in tre domande di teoria.
All’esercizio vengono attribuiti al massimo 17 punti ed alle domande di teoria viene attribuito il punteggio massimo di 5 punti.
Per l’esercizio il voto assegnato è proporzionale al numero di passaggi svolti correttamente fino ad un massimo di 17 punti. Per la domanda di teoria la valutazione si basa sulla completezza, la correttezza formale e chiarezza della risposta.
Il voto finale è la somma dei punteggi associati a ciascun esercizio e alla domanda di teoria. Per superare la prova d’esame, la somma dei punteggi associati all’esercizio e alle tre domande di teoria deve essere maggiore o uguale a 18.
All'esame lo studente può essere dotato di penna, matita e calcolatrice. Un formulario verrà fornito assieme al testo dell'esame mentre sarà possibile consultare durante l'esame un unico libro di testo posto sulla cattedra.
L'uso di telefoni cellulari è proibito.
La modalità di verifica dell'apprendimento consiste in un esame orale suddiviso nella risoluzione alla lavagna di un esercizio e in tre domande di teoria.
All’esercizio vengono attribuiti al massimo 17 punti ed alle domande di teoria viene attribuito il punteggio massimo di 5 punti.
Per l’esercizio il voto assegnato è proporzionale al numero di passaggi svolti correttamente fino ad un massimo di 17 punti. Per la domanda di teoria la valutazione si basa sulla completezza, la correttezza formale e chiarezza della risposta.
Il voto finale è la somma dei punteggi associati a ciascun esercizio e alla domanda di teoria. Per superare la prova d’esame, la somma dei punteggi associati all’esercizio e alle tre domande di teoria deve essere maggiore o uguale a 18.
All'esame lo studente può essere dotato di penna, matita e calcolatrice. Un formulario verrà fornito assieme al testo dell'esame mentre sarà possibile consultare durante l'esame un unico libro di testo posto sulla cattedra.
L'uso di telefoni cellulari è proibito.
Testi
Testo di riferimento:
Autori: R. A. Serway, J. W. Jewett Jr.
Titolo: Fisica per Scienze ed Ingegneria - Volume secondo, VI Edizione
Editore: Edises edizioni Srl
ISBN: 9788836231331
Libri suggeriti per ulteriori approfondimenti:
Autori: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci.
Titolo: Elettromagnetismo e Onde, III Edizione
Casa editrice: Edises edizioni Srl
ISBN: 9788836230303
Autori: F. Porto, G. Lanzalone, I. Lombardo, D. Dell’Aquila
Titolo: Problemi di Fisica Generale
Casa editrice: Edises edizioni Srl
ISBN: 9788836230624
Autori: R. A. Serway, J. W. Jewett Jr.
Titolo: Fisica per Scienze ed Ingegneria - Volume secondo, VI Edizione
Editore: Edises edizioni Srl
ISBN: 9788836231331
Libri suggeriti per ulteriori approfondimenti:
Autori: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci.
Titolo: Elettromagnetismo e Onde, III Edizione
Casa editrice: Edises edizioni Srl
ISBN: 9788836230303
Autori: F. Porto, G. Lanzalone, I. Lombardo, D. Dell’Aquila
Titolo: Problemi di Fisica Generale
Casa editrice: Edises edizioni Srl
ISBN: 9788836230624
Contenuti
Elettrostatica: Aspetti sperimentali; carica elettrica; legge di Coulomb e campo elettrico; principio di sovrapposizione; potenziale elettrostatico; dipolo elettrico; flusso di un campo vettoriale; legge di Gauss; equazioni dell'elettrostatica.
Elettrostatica e conduttori: Capacità; energia di un condensatore carico; condensatori in serie e in parallelo.
Corrente elettrica nei conduttori: Forza elettromotrice; vettore densità di corrente e intensità di corrente elettrica; principio di conservazione della carica elettrica; legge di Ohm; effetto Joule; Resistenze in serie e in parallelo.
Magnetostatica: sorgenti del campo magnetico e aspetti sperimentali; la legge di Biot-Savart; I e II legge di Laplace; definizione dell'Ampere; momento di dipolo magnetico di una spira; circuitazione di un campo vettoriale e il Teorema di Ampere; Legge di Gauss per il campo magnetico; le equazioni della magnetostatica in forma integrale e in forma differenziale.
Induzione elettromagnetica: Forza di Lorentz; legge di induzione di Faraday e Legge di Lenz; correnti di Foucault; rotore del campo elettrico; il fenomeno dell'autoinduzione; induttanza; energia immagazzinata da un'induttanza;
Campi elettrici nella materia
Aspetti sperimentali; la polarizzazione molecolare; dielettrici polari e non polari; vettore polarizzazione dielettrica; densità di carica superficiale e volumetrica di polarizzazione su un dielettrico; corrente di polarizzazione; vettore induzione elettrica; divergenza del campo induzione elettrica; suscettività elettrica e costante dielettrica di un dielettrico isotropo; potenziale elettrostatico nei dielettrici; condizioni di continuità del campo elettrico e del campo induzione elettrica sull'interfaccia fra due dielettrici isotropi; energia del campo elettrostatico; forza su un dielettrico in un condensatore carico; rigidità dielettrica.
Campi magnetici nella materia
Momento di dipolo magnetico orbitale e di spin nell'atomo dovuto agli elettroni; effetti di un campo magnetico su sostanze diverse - diamagnetismo e paramagnetismo; intensità di magnetizzazione; densità di corrente superficiale e volumetrica di magnetizzazione; la legge di Ampère nella materia; vettore intensità di campo magnetico; suscettività magnetica e permeabilità magnetica; condizioni del campo magnetico e del campo induzione magnetica all'interfaccia tra sostanze magnetiche isotrope ed omogenee; ferromagnetismo; isteresi magnetica.
Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
Corrente di spostamento; equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale e differenziale; equazioni di Maxwell nella materia.
Elettrostatica e conduttori: Capacità; energia di un condensatore carico; condensatori in serie e in parallelo.
Corrente elettrica nei conduttori: Forza elettromotrice; vettore densità di corrente e intensità di corrente elettrica; principio di conservazione della carica elettrica; legge di Ohm; effetto Joule; Resistenze in serie e in parallelo.
Magnetostatica: sorgenti del campo magnetico e aspetti sperimentali; la legge di Biot-Savart; I e II legge di Laplace; definizione dell'Ampere; momento di dipolo magnetico di una spira; circuitazione di un campo vettoriale e il Teorema di Ampere; Legge di Gauss per il campo magnetico; le equazioni della magnetostatica in forma integrale e in forma differenziale.
Induzione elettromagnetica: Forza di Lorentz; legge di induzione di Faraday e Legge di Lenz; correnti di Foucault; rotore del campo elettrico; il fenomeno dell'autoinduzione; induttanza; energia immagazzinata da un'induttanza;
Campi elettrici nella materia
Aspetti sperimentali; la polarizzazione molecolare; dielettrici polari e non polari; vettore polarizzazione dielettrica; densità di carica superficiale e volumetrica di polarizzazione su un dielettrico; corrente di polarizzazione; vettore induzione elettrica; divergenza del campo induzione elettrica; suscettività elettrica e costante dielettrica di un dielettrico isotropo; potenziale elettrostatico nei dielettrici; condizioni di continuità del campo elettrico e del campo induzione elettrica sull'interfaccia fra due dielettrici isotropi; energia del campo elettrostatico; forza su un dielettrico in un condensatore carico; rigidità dielettrica.
Campi magnetici nella materia
Momento di dipolo magnetico orbitale e di spin nell'atomo dovuto agli elettroni; effetti di un campo magnetico su sostanze diverse - diamagnetismo e paramagnetismo; intensità di magnetizzazione; densità di corrente superficiale e volumetrica di magnetizzazione; la legge di Ampère nella materia; vettore intensità di campo magnetico; suscettività magnetica e permeabilità magnetica; condizioni del campo magnetico e del campo induzione magnetica all'interfaccia tra sostanze magnetiche isotrope ed omogenee; ferromagnetismo; isteresi magnetica.
Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
Corrente di spostamento; equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale e differenziale; equazioni di Maxwell nella materia.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA MECCANICA
Laurea
3 anni
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Persone
Persone (3)
Dottorandi
Assegnisti
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