FISICA II M - Z

L'obiettivo del presente insegnamento è fornire agli studenti le conoscenze di base dell'elettromagnetismo (in condizioni statiche e dinamiche, in vuoto) e della propagazione delle onde elettromagnetiche. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di risolvere semplici problemi di elettromagnetismo, anche a partire dalle equazioni di Maxwell. L'approccio seguito è di tipo sperimentale-teorico. 

In riferimento ai temi trattati di Fisica II, il corso promuoverà le seguenti competenze: 

- Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding). Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo. Capacità di schematizzare un fenomeno naturale in termini di grandezze fisiche scalari e vettoriali. Capacità di impostare un problema semplice utilizzando opportune relazioni fra grandezze fisiche (di tipo algebrico, integrale o differenziale) e di risolverlo con metodi analitici.

- Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding). Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la descrizione dei fenomeni fisici utilizzando con rigore il metodo scientifico. Capacità di applicare le conoscenze acquisite per risolvere semplici problemi di elettromagnetismo.

- Autonomia di giudizio (making judgements). Capacità di ragionamento critico. Capacità di individuare i metodi più appropriati per analizzare criticamente, interpretare ed elaborare i dati di un problema.

- Abilità comunicative (communication skills). Capacità di esporre oralmente, con proprietà di linguaggio e rigore terminologico, un argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati.

- Capacità di apprendimento (learning skills). Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'ampliamento autonomo delle conoscenze. Capacità di utilizzare banche dati e risorse bibliografiche per estrarne informazioni e spunti atti a meglio inquadrare e sviluppare il problema di Fisica. 

Il corso si svolge prevalentemente mediante lezioni frontali (per un totale di 4 CFU) ed esercitazioni (2 CFU) in cui il docente svolge tipici problemi legati agli argomenti svolti.

In alcune occasioni le esercitazioni saranno svolte in modalità di apprendimento cooperativo.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Comprensione del testo, nozioni di geometria, algebra e trigonometria elementari.

Calcolo differenziale ed integrale di funzioni ad una variabile. Equazioni differenziali del primo e del secondo ordine

Grandezze scalari e vettoriale. Operazioni con i vettori. 

Leggi di Newton ed equazioni del moto. Dinamica traslazionale e rotazionale. Campo di forze. Energia cinetica e potenziale.

Frequenza di norma obbligatoria.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni.

1. Elettrostatica

• Carica elettrica, legge di Coulomb, campo elettrostatico.
• Cariche puntiformi ed estese, principio di sovrapposizione.
• Flusso del campo elettrico, legge di Gauss, conduttore in equilibrio elettrostatico.
• Campo conservativo, lavoro, energia e potenziale elettrostatico, dipolo elettrico.
• Conduttori, capacità elettrica, condensatori.

2. Elettrodinamica

• Corrente elettrica, conservazione della carica elettrica, resistenza elettrica e legge di Ohm.
• Effetto Joule e principi di conservazione.
• Circuiti RC

3. Magnetismo

• Campo magnetico, effetti sul moto di una carica, forza di Lorentz e sue applicazioni.
• Forza magnetica su filo percorso da corrente, spira e momento magnetico, effetto Hall.
• Campo magnetico generato da correnti (legge elementare di Laplace), casi di un filo rettilineo indefinito (legge di Biot-Savart), di una spira, di un solenoide (infinito e finito).
• Forza magnetica tra fili paralleli, legge di Ampere (circuitazione del campo magnetico).

4. Induzione elettromagnetica

• Forza elettromotrice indotta, Legge di Faraday-Neumann-Lenz.
• Campo elettrico indotto non conservativo, generatori e motori elettrici.
• Induttanza elettromagnetica, autoinduzione, circuito RL, energia campo magnetico
• Corrente di spostamento e legge di Ampere-Maxwell, Eq. Maxwell (elettromagnetismo nel vuoto).

1. R.A. Serway, J. W. Jewett, Jr, Fisica per Scienze ed Ingegneria, Vol. 2, Quinta edizione, EdiSES

2. P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica volume II Seconda edizione, EdiSES 2000.

3. Edward M. Purcell, La Fisica di Berkley 2, Elettricità e Magnetismo, Zanichelli.

4. S. Mirabella S. Plumari, Problemi e soluzioni di Fisica 2, Città Studi 2021.

5. C. Mencuccini, V. Silvestrini, Fisica Eletromagnetismo e ottica, Casa Editrice Ambrosiana, 2017

La prova di esame si articola in prove scritte e orali. L’ammissione alla prova scritta è soggetta alla prenotazione sulla piattaforma Portale Studente. Per ogni appello è pubblicato un intervallo preciso di date in cui è possibile prenotarsi. Non e' in alcun modo prevista la possibilità di superare l'esame senza sostenere tutte le prove. Dopo la prova scritta, tipicamente entro una settimana, i risultati della prove scritte vengono pubblicati su apposito canale MS Teams.

- La prova scritta deve essere sostenuta in uno degli appelli previsti dal calendario, previa opportuna prenotazione. Tipologia: risoluzione, giustificata e commentata in maniera chiara, di quattro problemi, il cui livello di difficoltà è simile agli esercizi svolti in aula. Durata: 120 minuti. Valutazione: fino a 7 punti per ogni problema ben svolto. Ogni prova scritta regolare si considera superata se si è conseguito un voto non inferiore a 18/30. Si è ammessi alla prova orale solo superando la prova scritta.

NOTE per le prove scritte: i) Durante le prove scritte sono ammessi esclusivamente penna, matita e calcolatrice. NON sono ammessi libri, formulari, cellulari, consultazioni tra colleghi. ii) Chi, avendo superato una prova scritta, si presenta ad una seconda prova scritta perde il risultato della prima prova (anche se decide di ritirarsi dalla seconda).

- La prova orale viene sostenuta in una data successiva allo scritto e comunque entro lo stesso appello della prova scritta. In via eccezionale si può concedere di sostenere l’orale durante l’appello successivo, ma sempre entro la stessa sessione di esami. La prova orale si può ripetere una seconda volta, senza necessità di rifare la prova scritta, ma sempre entro la stessa sessione di esami. La prova orale verte su quattro degli argomenti della programmazione del corso riportata nel Syllabus. Il primo argomento è scelto dallo studente. Gli elementi di valutazione della prova orale saranno: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, la qualità dei contenuti, la capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, la capacità di riportare esempi, la proprietà di linguaggio tecnico e la capacità espressiva complessiva dello studente. Per sostenere la prova orale occorre obbligatoriamente prenotarsi all’appello scelto usando gli strumenti telematici previsti.

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Le norme sopra riportate devono intendersi come indicazioni utili allo studente per la corretta programmazione e la opportuna preparazione agli esami, ma non costituiscono vincolo alcuno al giudizio della commissione d’esame.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.