Università degli Studi di Foggia Dipartimento di Scienze Agrarie, degli Alimenti e dell’Ambiente AiQ-CdS SAFE Corso di Laurea in Ingegneria dei Sistemi Logistici per l’agro-alimentare Anno Accademico 2016/2017 Scheda dell’insegnamento: Corso Integrato di Fisica Generale - II modulo Docente: Annalisa Mastroserio Codifica di Ateneo dell’insegnamento1 124037 S.S.D. dell’insegnamento FIS01 - Fisica Sperimentale Anno di Corso I Crediti (CFU) 6 Periodo II Semestre Prerequisiti Calcolo vettoriale, calcolo differenziale ed integrale. Propedeuticità Analisi I ORGANIZZAZIONE DIDATTICA Lezioni ex-cathedra e/o seminari CFU: 5.0 Ore: 40 Esercitazioni in aula e/o di laboratorio CFU: 1.0 Ore: 12 Obiettivi formativi Il corso di Fisica Generale si propone di far acquisire agli studenti i concetti fondamentali della Fisica Classica, fornendo loro i principi, le metodologie e le conoscenze fisiche di base propedeutiche agli insegnamenti degli anni successivi Risultati d’apprendimento Lo studente acquisirà le nozioni di base relative all'elettromagnetismo, con particolare attenzione alla risoluzione di problemi ed esercizi. Modalità di erogazione dell’insegnamento (tradizionale, a distanza, e-learning…) tradizionale Testi consigliati, materiale didattico di consultazione P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci - “Elementi di Fisica - Vol.II”, EdiSES – Napoli Appunti delle lezioni in formato elettronico (pdf) Strumenti e attività a supporto della didattica Le lezioni e le esercitazioni potranno essere svolte, ove necessario, con il supporto della videoproiezione. Modalità e criteri di verifica dell’apprendimento Esame scritto comprendente esercizi numerici seguito da esame orale relativo alla teoria ed alle applicazioni descritte durante il corso. Altre informazioni reperibili sul sito web Orari delle lezioni ed eventuali spostamenti; orari di ricevimento del docente; calendario degli esami; indirizzo di posta elettronica del docente, curriculum del docente. Programma dettagliato dell’insegnamento, materiali e metodi didattici: 1 La codifica d’Ateneo dell’insegnamento può essere richiesta telefonicamente o via e-mail alla dott.ssa Valeria Gentile (c/o Segreteria Didattica di Facoltà, tel. 0881/589301, e-mail: [email protected]). Lezioni in aula ELETTROSTATICA 1. Forza elettrostatica e campo: Carica elettrica. Struttura elettrica della materia. Forza di Coulomb. Campo elettrostatico. Linee di forza del campo Elettrostatico. Moto di una carica in campo elettrostatico. Sistemi di cariche puntiformi. Esperienza di Millikan. 2. Lavoro elettrico e Potenziale Elettrostatico: Lavoro della forza elettrica: definizione di tensione e differenza di potenziale. Potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Il campo come gradiente del potenziale. Superfici equipotenziali. Dipolo elettrico e forza su un dipolo elettrico. 3. Legge di Gauss: Flusso del campo elettrostatico. Teorema di Gauss. Applicazioni e conseguenze del Teorema di Gauss. 4. Conduttori e Dielettrici: Corpi conduttori in equilibrio elettrostatico. Conduttore cavo e schermo elettrostatico. Capacità conduttori isolati. Induzione completa fra 2 conduttori: condensatori. Sistemi di condensatori in serie e parallelo. Energia del campo elettrostatico. Dielettrici. Costante dielettrica. Polarizzazione. Equazioni generali dell’elettrostatica in presenza di dielettrici. 5. Corrente elettrica: Conduzione elettrica. Corrente elettrica e corrente elettrica stazionaria. Densità di corrente j. Legge di Ohm e concetto di resistenza elettrica. Potenza elettrica ed effetto Joule. Modello classico della conduzione elettrica. Forze elettromotrici. Sistemi di resistori in serie e parallelo. Corrente di Spostamento. Cenno sulle leggi di Kirchhoff per le reti elettriche. MAGNETOSTATICA 6. Campo magnetico e Forza magnetica: Interazione magnetica. Campo magnetico. Correlazioni fra elettricità e magnetismo. Forza magnetica su una carica in moto. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Momenti magnetici meccanici sui circuiti piani. Effetto Hall. Moto di una particella carica in un campo magnetico con esempi di calcolo. 7. Sorgenti del campo magnetico e legge di Ampère: campo magnetico prodotto da una corrente. Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente. Legge di Ampère. 8. Magnetismo nella materia: proprietà magnetiche della materia. Permeabilità e suscettività magnetica. Meccanismi di magnetizzazione e correnti amperiane. Teorema di Gauss per il campo magnetico. Equazioni della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO 9. Legge di Faraday e induzione elettromagnetica. Origine del campo magnetico e della fem indotta. Applicazioni della legge di Faraday. Autoinduzoione. Energia Magnetica. Mutua Induzione. Legge di Ampere-Maxwell. Equazioni di Maxwell. University of Foggia Department of the Sciences of Agriculture, Food Environment AiQ-CdS SAFE Bachelor Degree Programme Academic Year: 2016/2017 Subject title: General Physics Lecturer: Annalisa Mastroserio Academic year 2016-2017 SSD (scientific area) Experimental Physics (FIS/01) CFU (Credits) 6 Programme year I Academic period II Semester TEACHING ORGANIZATION: Lectures /seminars Credits 5.0 Hours 40 Practical activities Credits 1.0 Hours 12 Objectives The course of Physics aims to give the students the knowledge of the laws of basic physics which are the basis for many of the courses they will attend to obtain the degree. Expected learning results At the end of the course the students will have a full knowledge of the basic principles of electromagnetism. Students will also be able to perform numerical calculations. Textbooks P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci - “Elementi di Fisica - Vol. II”, EdiSES – Napoli Lecture notes in pdf format Mode of delivery of teaching (traditional, at a distance, e-learning..) traditional Examination method Written and oral tests including numerical applications and theory. Teaching programme (summary): ELETTROSTATICS 1. Electric Force and electric field: Electric charge. Electric structure of matter. Coulomb force. Electrostatic field and its properties. Laws of motion in presence of Electric fields. Systems of pointlike electric charges. Millikan experiment. 2. Work and electrostatic potential: definition of work for the electric force: voltage and difference of potential. Electrostatic potential and electrostatic potential energy. Derivation of the electrostatic field from the gradient of electrostatic potential. Equipotential surfaces. Electric dipole and its properties. 3. Gauss law: Definition of the flux of the electrostatic field. Gauss Law. The Gauss law as a tool for evaluating the electric field. 4. Conductors e Dielectrics: Electric conductors in electrostatic equilibrium. Hollow conductor as electrostatic screen. Capacitance. Isolated conductors. Electrostatic induction between two conductors. Systems of capacitors: series and parallel configuration. Energy of the electrostatic field. Dielectrics. Dielectric constant. Electric polarization. The laws of electrostatic in presence of dielectrics. 5. Electric current: Electric conductivity. Definition of electric current. Current density j. Ohm law and definition of electric resistence. Electric power and Joule’s laws. Classic model for electric conduction. Electromotive force. Systems of resistors: series and parallel configuration. Displacement current. Laws of Kirchhoff. MAGNETISM 6. Magnetic field and magnetic force: Magnetic interaction. Magnetic field. Correlations between electricity and magnetism. Magnetic force on a moving electric charge. Magnetic force on currents. Magnetic torque on circuits. Hall effect. Motion of a charged particle in a magnetic field. 7. Ampere’s Law and sources of the magnetic field: magnetic field as produced by a current. Examples of calculations. Forces between circuits. Ampere’s law. 8. Magnetism and matter: magnetic properties of materials. Permittivity and magnetic susceptibility. Magnetization of materials and ampere’s currents. The law of Gauss for the magnetic field. General laws of magnetostatics. ELECTROMAGNETISM 9. The law of Faraday and electromagnetic induction. Electromagnetic field and electromotive force. Applications of the law of Faraday. Self-induction. Magnetic energy. Mutual induction. AmpereMaxwell’s law. Maxwell equations.