Fisica Generale - Università di Foggia

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.