Ingegneria Informatica e Automatica

MASSIMO GERMANO
Lorenzo Savino

- Conoscenza e comprensione
Metodo scientifico, fisica classica, cinematica, dinamica, fluidi, termodinamica, elettromagnetismo, onde elettromagnetiche

- Applicare conoscenza e comprensione
Impostare lo svolgimento di un problema di fisica classica e risolverlo, saper descrivere il mondo fisico classico con le grandezze fisiche opportune e le loro relazioni, saper prevedere correttamente e quantitativamente, lo svolgersi di un processo fisico

- Capacità critiche e di giudizio
Capacità di individuare, in forma scritta, per un problema, le grandezze fisiche coinvolte, le loro relazioni e i rapporti numerici esatti o approssimati, tramite esempi in aula relazionati alla parte teorica svolta, esercitazioni scritte durante il corso, aiuto del tutor allo svolgimento degli esercizi e prova scritta finale.

- Capacità comunicative
Tramite domande specifiche su previsioni riguardanti la teoria fisica spiegata, si incoraggiano gli studenti a descrivere il quadro fisico e gli sviluppi della situazione proposta. Prova orale finale dove lo studente è in grado di descrivere a parole e in formule i principali argomenti della materia e le loro implicazioni

- Capacità di apprendimento
In maniera autonoma lo studente è in grado di riconoscere i termini essenziali di un fenomeno fisico classico, quali sono le grandezze fisiche in gioco, le loro relazioni e l’evoluzione nel tempo del sistema, di ipotizzare eventualmente le modifiche per ottenere un diverso risultato desiderato, impostare e risolvere quantitativamente i problemi fisici che si trova di fronte o che vuole impostare. Relazionarsi costruttivamente agli apparati di misura necessari per lo studio quantitativo del fenomeno stesso.

Fatta salva una serie di obiettivi di fondo (conoscenza e comprensione della disciplina; capacità di applicare conoscenza e comprensione; capacità critica e di giudizio; capacità di comunicare quanto si è appreso; capacità di proseguire lo studio in modo autonomo), il corso si propone di raggiungere più specificamente i seguenti ulteriori obiettivi: acquisizione i principi base della fisica; analizzare e riconoscere il metodo scientifico; capacità argomentativa personale. Conoscenze specifiche di meccanica classica, termodinamica ed elettromagnetismo

Calcolo matematico (analisi I), derivate, Integrali, calcolo vettoriale

INTRODUZIONE e CINEMATICA:
Galileo e il metodo scientifico, principio di inerzia, principio di relatività, grandezze fisiche, vettori
posizione, spostamento, velocità media e istantanea accelerazione media e istantanea, coordinate
curvilinee velocità scalare media e istantanea. Moto uniforme e moto uniformemente accelerato.
Equazioni orarie e grafici di spostamento velocità e accelerazione. Equazioni derivate per il moto
rettilineo uniformemente accelerato. Moto dei gravi e moto del proiettile. Moto circolare uniforme,
accelerazione centripeta, esercizi.
Velocità angolare, accelerazione angolare, accelerazione tangenziale e normale, moto vario
Moto armonico, moti relativi, accelerazione di Coriolis in coordinate polari
DINAMICA del PUNTO MATERIALE:
Leggi della dinamica di Newton, forza elastica: equazione del moto armonico
Forze elastiche: soluzione moto armonico semplice tramite serie di potenze. Forze di vincolo,
gravità: principio di equivalenza semplice, attrito statico e dinamico, esercizi.
Pendolo semplice, sistemi di riferimento non inerziali, forze apparenti. Principio di equivalenza forte
di Einstein, Legge di gravitazione universale di Newton, orbite, terza legge di Keplero. Velocità
areolare.
Moti oscillatori smorzati: smorzamento sotto critico, sopra critico e critico. Oscillazioni forzate,
richiamo dei numeri complessi, fenomeno della risonanza.
Momento di una forza, Momento Quantità di Moto, Momento Assiale, teorema del momento della
quantità di moto e conservazione. Momento d’inerzia, esercizi. Lavoro, Potenza, forze conservative e
non conservative, teorema dell’Energia Cinetica, energia potenziale- energia potenziale per la
gravità, la gravitazione e la forza elastica. Conservazione dell’Energia Meccanica.
Orbite e velocità di fuga.
MECCANICA dei sistemi di PUNTI MATERIALI e CORPI RIGIDI:
Centro di massa e moto del centro di massa, quantità di moto di un sistema e prima equazione
cardinale della dinamica dei sistemi. Principio di conservazione della quantità di moto
Teorema del momento della quantità di moto, principio di conservazione del momento della
quantità di moto, teorema del lavoro e dell’energia cinetica nei sistemi di punti, energia cinetica e
moto del centro di massa (teorema di Koenig). Energia potenziale e conservazione dell’energia per i
sistemi di punti.
Processi d’urto, urti centrali, urti elastici e anelastici, esercizi
Pendolo balistico, urti anelastici, momenti d’inerzia corpi estesi, dinamica del corpo rigido, statica,
sistemi equivalenti di forze
Coppia di forze, forza applicata a un corpo rigido, pendolo composto. Lavoro compiuto dal momento
delle forze, moto di puro rotolamento, effetto giroscopico.
FLUIDI:
Pressione, indipendenza della pressione in un punto dall’orientamento della superficie, equazioni
della statica dei fluidi, equazione dei fluidi per forze conservative e per fluidi pesanti
,Variazione della pressione con la quota per atmosfera isoterma e con la profondità per un fluido
(legge di Stevino), paradosso idrostatico. Principio di Pascal, pressa idraulica, misura delle pressioni,
principio di Archimede misura delle densità. Dinamica dei fluidi, conservazione della massa, Teorema
di Bernoulli
TERMODINAMICA:
Termologia, Principio 0 della termodinamica, temperatura, termometri, calore, calori specifici
Trasmissione del calore, conduzione, convezione irraggiamento. Sistemi termodinamici in equilibrio,
Variabili di stato intensive, estensive, moli, equazioni di stato. Trasformazioni quasi statiche,
reversibili e irreversibili. Lavoro in trasformazioni reversibili, equivalente meccanico della caloria.
Primo principio della termodinamica. Equazione di stato per i gas perfetti. Costante dei gas R, legge
di Dalton. Energia interna dei gas perfetti, esperienza di Joule, primo principio per i gas perfetti,
trasformazioni per i gas perfetti: isocora, isobara, isoterma, adiabatica, politropica.
Calore specifico della politropica, pressione e interpretazione cinetica della temperatura, calori
specifici e dipendenza dalla temperatura.
Il secondo principio della termodinamica, ciclo di Carnot, , teorema di Carnot, Entropia e integrale di
Clausius, disuguaglianza di Clausius, entropia nei sistemi isolati, entropia per un gas perfetto, entropia
e disordine interpretazione statistica, entropia e informazione. Temperatura termodinamica, Terzo
principio della termodinamica.
ELETTROSTATICA:
fenomeni elettrici, elettroscopio, Legge di Coulomb, costante dielettrica del vuoto, energia
elettrostatica di un sistema di cariche, campo elettrico E, campo elettrico per un insieme di cariche,
principio di sovrapposizione, campo elettrico sull’asse mediano di un anello carico, di un disco, di una
bacchetta di lunghezza finita, di una distribuzione lineare di carica infinita, di un piano infinito.
Flusso di un campo vettoriale, teorema di Gauss, applicazioni del teorema di Gauss per il campo
elettrico per diverse distribuzioni a simmetria sferica, cilindrica, piana. Teorema della divergenza,
prima equazione di Maxwell in forma integrale e differenziale. Potenziale elettrico, calcolo del
potenziale elettrico per un anello carico e una carica puntiforme.
Potenziale di un dipolo elettrico, campo elettrico in coordinate cartesiane e polari. Quadrupolo,
approssimazione di multipolo per una distribuzione di cariche puntiformi, azioni di un campo
elettrico su un dipolo, energia e momento della forza.
Conduttori in equilibrio elettrostatico; proprietà. Gabbia di Faraday, coefficienti dei potenziali e
coefficienti di induzione. Capacità di un conduttore isolato, di un condensatore piano e sferico.
Energia per un condensatore,densità di energia del campo elettrico per il condensatore piano.
Densità di energia del campo elettrico ricavata in generale, effetto delle punte, forza su conduttori
carichi, condensatori in serie e parallelo.
CAMPI LENTAMENTE VARIABILI e CORRENTI:
densità di corrente, intensità di corrente, legge di Ohm, resistenza, resistività, legge di Ohm per il
campo elettrico, potenza, effetto Joule, resistenze in serie e parallelo, forza elettromotrice,
circuitazione del campo elettrico, generatori di forza elettromotrice, Leggi di Kirkhhoff, carica e
scarica di un condensatore.
MAGNETISMO:
Vettore induzione magnetica, Forza di Lorentz, spettrometro di massa. Seconda formula di Laplace,
sollecitazione su una spira percorsa da corrente, momento magnetico. Prima formula di Laplace (o
Biot et savart). Campo magnetico per una spira circolare.
Campo magnetico per un filo rettilineo, , per un solenoide. Azioni tra correnti definizione
dell’Ampère. Solenoidalità di B, legge di ampère.
Esperienze di Faraday e legge di Faraday Neumann Lenz. Giustificazione con la legge di Lorentz e con
la relatività. Teorema della circuitazione e terza legge di Maxwell. Coefficienti di mutua induzione
elettromagnetica e induttanza. Energia di un induttore e densità di energia del campo magnetico.
ELETTROMAGNETISMO:
Limite della legge di Ampère, legge di Ampère-Maxwell, corrente di spostamento. Equazioni di
Maxwell complete in forma integrale e differenziale, equazione delle onde elettromagnetiche
soluzione dell’equazione d’onda, caratteristiche.
Soluzione e caratteristiche delle onde elettromagnetiche piane e sferiche. Vettore di Poynting,
intensità.
CAMPO ELETTRICO nella MATERIA:
Polarizzazione: Vettore densità di polarizzazione P, vettore spostamento elettrico D. suscettività
elettrica. Modello di polarizzazione per deformazione, polarizzabilità
Modello di polarizzazione per orientamento, funzione di Langevin, polarizzabilità per orientamento
CAMPO MAGNETICO nella MATERIA:
Magnetizzazione materiali Paramagnetici. Vettore di magnetizzazione M e vettore campo magnetico
H. Suscettività magnetica, modello di magnetizzazione per materiali Diamagnetici. Modello di
magnetizzazione per materiali Ferromagnetici, ipotesi dei domini di Weiss, campo locale,
temperatura di Curie.

Lezioni di Fisica Vol. 1 D. Sette, A. Alippi, A. Bettucci ed. Zanichelli
Fondamenti di Fisica (sesta edizione), D. Halliday, R. Resnick, J. Walker ed. Casa Editrice ambrosiana

Per gli esercizi, si consiglia altresì il testo:
A. Alippi, A. Bettucci, M. Germano: Fisica generale, esercizi risolti e guida allo svolgimento , Ed. Esculapio (Bologna, 2026)

qualsiasi testo universitario di fisica 2 che tratti rotore e divergenza

didattica in aula. Materiale aggiuntivo su google classroom cod. 7svwpdhg

frequenza non obbligatoria ma fortemente consigliata
Edificio Marco Polo Viale dello Scalo S. Lorenzo, 82, 00159 Roma RM

Lunedì 14-16 aula 105
mercoledì 12-16 aula 105
giovedì 14-16 aula 204
venerdì 12-14 aula 204

Esame scritto, tre esercizi, due domande di teoria in forma scritta con punteggio da 0 a 6 per ogni prova per un totale massimo di 30. In data successiva prova orale con discussione del compito e domande di teoria
Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30 sia allo scritto che all'orale.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli
argomenti svolti e di essere in grado
di risolvere esercizi di fisica ed enunciare e dimostrare teoremi e leggi fisiche
Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Dimostrare la legge di Gauss, definire le forze conservative e fare esempi, ricavare il teorema dell'energia cinetica, dimostrare l'equivalenza degli enunciati di Clausius e Kelvin, dimostrare il teorema di Carnot, ricavare la legge di Bernoulli, descrivere i modelli per la polarizzazione per deformazione e orientamento, enunciare le leggi di Maxwell e ricavare l'equazione delle onde elettromagnetiche, trovare le caratteristiche della soluzione a onda piane delle onde elettromagnetiche, definire il centro di massa e applicarlo alla dinamica dei sistemi di punti materiali, ricavare l'accelerazione di Coriolis e descrivere le forze apparenti nei sistemi relativi.