PHYSICS
Academic Year 2022/2023 - Teacher: Agata SCORDINOExpected Learning Outcomes
This course provides the basic knowledge and understanding of the fundamentals of Newtonian Mechanics, showing the universality of the laws of physics and their application in the interpretation of natural phenomena (knowledge and understanding).
The course aims the student to acquire sufficient familiarity with the basic models of classical Physics and to develop the ability to apply the learned concepts to solve simple numerical problems (applying knowledge and understanding).
The study induces the student to think in a scientific way by acquiring the ability to assess the applicability of the principles of Physics to real and concrete scientific problems (Making judgments).
Particular attention has given in acquisition and use of appropriate technical language, the prerogative to the development of communication skills in scientific and professional fields (communication skills).
Introducing students to the study and application of the experimental method, which is a basic investigative tool not only in Physics but in every scientific discipline, it allows the student to independently face and solve new problems that could arise both in the study of other scientific disciplines and in the future professional activity (learning skills).
Course Structure
The course is structured in lectures and practical classes.
There will be one in-itinere test consisting in the resolution of questions and problems related to the part of the program already explained. The tests is not mandatory but introduce the student to the final examination test.
Should teaching be carried out in mixed mode or remotely, it may be necessary to introduce changes with respect to previous statements, in line with the programme planned and outlined in the syllabus.
Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
Required Prerequisites
Attendance of Lessons
Attendance is usually compulsory
Detailed Course Content
MECHANICS
Physics and Measurement - Motion in One Dimension – Vectors - Motion in Two Dimensions - The Laws of Motion - Applications of Newton's Laws - Energy of a System - Conservation of Energy - The centre of mass - Linear Momentum - Collisions - Harmonic oscillations - Damped and forced oscillations. - Rotational Motion - Fluid Mechanics
Textbook Information
- MAZZOLDI, NIGRO, VOCI – Elementi di Fisica: Meccanica e Termodinamica (III Edizione) – EdiSES UNIVERSITA’
Course Planning
| Subjects | Text References | |
|---|---|---|
| 1 | INTRODUZIONE: Grandezza fisica - Unità di misura - Equazione dimensionale - Errori di misura - Approssimazione - Notazione scientifica | Testo 1, App. B; Appunti del docente |
| 2 | INTRODUZIONE: Grandezze scalari e grandezze vettoriali - Operazioni sui vettori: somma, differenza, prodotto di un vettore per uno scalare - Componenti di un vettore | Testo 1, App. C |
| 3 | INTRODUZIONE: Operazioni sui vettori: prodotto scalare, prodotto vettoriale | Testo 1, App. C |
| 4 | CINEMATICA: Velocità - Accelerazione - Legge oraria - Moto rettilineo uniforme - Moto rettilineo uniformemente accelerato | Testo 1, Cap.1 |
| 5 | CINEMATICA: Moto nel piano - Moto parabolico - Moti circolari –Moto circolare uniforme | Testo 1, Cap.1 |
| 6 | DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Principio di inerzia - Massa inerziale - Forza: 2a legge di Newton - Principio di azione e reazione - Leggi della forza: forza gravitazionale, forza peso, forza di attrito, forza elastica | Testo 1, Cap. 2 |
| 7 | DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Reazioni vincolari - Tensione dei fili - Diagramma del corpo libero - Moto lungo un piano inclinato liscio | Testo 1, Cap. 2 |
| 8 | DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Forza di attrito radente – Calcolo del coefficiente di attrito - Moto lungo un piano inclinato scabro | Testo 1, Cap. 2 |
| 9 | DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Moti circolari: Forze centripete - Momento angolare - Momento meccanico | Testo 1, Cap. 2; Testo 1, Cap. 4, Par. 4.5 |
| 10 | CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA: Lavoro - Energia cinetica - Teorema delle forze vive - Forze conservative - Energia potenziale | Testo 1, Cap. 4 |
| 11 | CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA: Calcolo di energia potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Forze non conservative | Testo 1, Cap. 4 |
| 12 | DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI: Forze interne e forze esterne - Centro di massa di un sistema di punti – Teorema del moto del centro di massa - Conservazione della quantità di moto | Testo 1, Cap. 5 |
| 13 | DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI: Urti tra punti materiali: elastico, anelastico e completamente anelastico- Momento angolare - Momento meccanico - Teorema del momento angolare - Conservazione del momento angolare | Testo 1, Cap. 7; Testo 1, Cap 5 |
| 14 | OSCILLAZIONI: Oscillatore armonico semplice: equazione del moto e soluzione - Sistema massa-molla - Energia cinetica e potenziale nei moti armonici semplici | Testo 1, Cap. 2, Par. 2.13-2.16 |
| 15 | OSCILLAZIONI: Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa: smorzamento debole | Testo 1, Cap. 2, Par. 2.13-2.16 |
| 16 | OSCILLAZIONI: Pendolo semplice - Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa: smorzamento forte e critico - Oscillatore armonico forzato - Risonanza | Testo 1, Cap. 2, Par. 2.13-2.16 |
| 17 | DINAMICA DEL CORPO RIGIDO: Corpo rigido - Moto di un corpo rigido - Equazione del moto di un corpo rotante - Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale | Testo 1, Cap. 6 |
| 18 | DINAMICA DEL CORPO RIGIDO: Momento di inerzia rispetto ad un asse fisso - Lavoro ed energia cinetica nel moto rotatorio- Teorema di Huygens-Steiner | Testo 1, Cap. 6 |
| 19 | DINAMICA DEL CORPO RIGIDO: Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido | Testo 1, Cap. 6 |
| 20 | DINAMICA DEL CORPO RIGIDO: Moto rototraslatorio - Moto di puro rotolamento | |
| 21 | PROPIETA’ MECCANICHE DEI FLUIDI: Generalità sui fluidi - Pressione - Equilibrio statico di un fluido - Legge di Stevino - Principio di Pascal | Testo 1, Cap. 10 |
| 22 | PROPIETA’ MECCANICHE DEI FLUIDI: Vasi cominucanti - Paradosso idrostatico - Principio di Archimede – Galleggianti - Fluido ideale - Regime stazionario - Portata - Teorema di Bernoulli | Testo 1, Cap. 10 |
| 23 | PROPIETA’ MECCANICHE DEI FLUIDI: Teorema di Torricelli - Tubo di Venturi - Tubo di Pitot - Paradosso idrodinamico | Testo 1, Cap. 10 |
| 24 | PROPIETA’ MECCANICHE DEI FLUIDI: Effetti dinamici: moto in un condotto orizzontale curvo - Attrito interno - Moto laminare | Testo 1, Cap. 10 |
Learning Assessment
Learning Assessment Procedures
The final exam consists of a written test (compulsory) and an oral interview (optional).
The written test (duration 2 hours) consists in the resolution, justified and clearly commented, of questions and problems, with multiple and / or open answers, of Mechanics.
During the written test, only the use of a calculator is allowed. The use of any hardware tool (tablet, smartphone, smartwatch, mobile phone, BT earphone etc.), books or personal documents are forbidden. Any documentation will be provided by the commission during the examination.
Passing the written test is valid only in relation to the exam in which it was carried out.
Students who have achieved full passing (not less than 18/30) in the written test are admitted to the oral exam. The oral test (optional), which normally takes place within 7 days of the written test, will consist of the discussion of a topic in the program and may involve a variation (both positive and negative) of 3 points compared to the mark reported in the written test. .
Students also have the right not to take the oral test, accepting the mark reported in the written test as the final outcome of the exam.
To take the exam, the Student must book at least 5 days before the fixed date, following the appropriate procedure from the student portal. Late bookings by email are not allowed. In the absence of a reservation, the exam can neither be taken nor recorded.
Verification of learning can also be carried out electronically, should the conditions require it.
Examples of frequently asked questions and / or exercises
Texts of the exercises carried out in the classroom and of the exercises assigned in the exams can be consulted on the Interactive Didactic Portal http://studium.unict.it
EXAMPLES OF QUESTIONS
Inclined plane
Energy Conservation
Simple harmonic motion
Kinetic energy theorem
Elastic collision
Rigid rotations around a fixed axis
Rolling along an inclined plane
Bernoulli's law
Statics of fluids