Il corso di Fisica si prefigge di fornire agli studenti gli elementi del metodo scientifico e l'approccio formale alla risoluzione quantitativa dei problemi tecnico-scientifici. L’obbiettivo è di fornire le conoscenze generali delle fisica classica e l’applicazione delle sue leggi, attraverso lo studio delle grandezze fisiche e la loro misura, i fondamenti della meccanica, dell’idrostatica, della termodinamica e dell’elettrostatica. Il programma è integrato da molteplici esempi esplicativi con particolare riguardo agli argomenti relativi alle applicazioni di interesse nel campo di attività delle Scienze Motorie.

1. Unità di misura

1.1 Le grandezze fisiche

1.2 Sistemi di unità di misura

1.3 Conversione tra unità di misura

1.4 Analisi dimensionale

2. Scalari e vettori

2.1 Definizioni geometriche e analitiche

2.2 Proiezione di un vettore su una direzione assegnata

2.3 Addizione e sottrazione di vettori

2.4 Prodotto scalare e vettoriale

MECCANICA

3. Cinematica

3.1 Legge oraria

3.2 Velocità media e velocità istantanea

3.3 Accelerazione media e istantanea

3.4 Moto rettilineo uniforme

3.5 Moto uniformemente accelerato

3.6 Moto di caduta libera

3.7 Moto in due dimensioni

3.8 Moto di un proiettile

3.9 Moto circolare uniforme: accelerazione centripeta 

4. Leggi della dinamica

4.1 Primo principio della dinamica: stato di quiete e moto rettilineo uniforme

4.2 Secondo principio della dinamica: forza come causa di variazioni del moto

4.3 Legame tra forza e accelerazione, concetto di massa

4.4 Il principio di azione e reazione

5. Esempi di Forze 

5.1 Legge di gravitazione universale

5.2 Forza di gravità in prossimità della superficie terrestre

5.3 Relazione fra massa e peso, accelerazione di gravità

5.4 Forza normale

5.5 Forza elastica: legge di Hooke

5.6 Attrito e resistenza dell’aria

6. Applicazioni delle leggi della meccanica

6.1 Piano inclinato

7. Lavoro ed energia cinetica

7.1 Lavoro come prodotto scalare fra forza e spostamento

7.2 Energia cinetica

7.3 Teorema dell'energia cinetica

8. Energia potenziale e conservazione dell'energia

8.1 Forze conservative e non conservative

8.2 Energia potenziale

8.3 Energia potenziale gravitazionale

8.4 Energia potenziale elastica

8.5 Conservazione dell’energia meccanica

9. Dinamica dei corpi rigidi

9.1 Definizione di corpo rigido

9.2 Moto di traslazione e centro di massa

9.3 Moto di rotazione e momento di una forza

9.4 Equilibrio dei corpi rigidi

9.5 Energia cinetica di traslazione e rotazione

9.6 Momento di inerzia

9.7 Momento angolare

IDROSTATICA

10 Fluidi

10.1 Stati di aggregazione della materia

10.2 Densità e Pressione

10.3 Legge di Stevino

10.4 Principio di Pascal: leva idraulica

10.5 Principio di Archimede

TERMODINAMICA

11. Punto di vista macroscopico

11.1 Sistemi termodinamici

11.2 Variabili di stato

11.3 Equilibrio termico

11.4 Principio zero della termodinamica

11.5 Definizione della temperatura

11.6 Scale di temperatura

11.7 Concetto di "zero assoluto"

11.8 Dilatazione termica

11.9 Gas perfetti

11.10 Equazione di stato dei gas perfetti

12. Punto di vista microscopico

12.1 Teoria cinetica dei gas perfetti

12.2 Interpretazione cinetica della temperatura e della pressione

12.3 Energia interna

12.4 Teorema dell’equipartizione dell’energia

13. I principio della termodinamica

13.1 Definizione di calore

13.2 Transizioni di fase

13.3 I principio della termodinamica: bilancio di calore, lavoro ed energia interna

13.4 Trasformazioni termodinamiche: isoterme, adiabatiche, isocore, isobare. L'espansione libera

13.5 Definizione di entalpia

14 II principio della termodinamica: ordine e disordine

14.1 Trasformazioni reversibili e irreversibili

14.2 II principio negli enunciati di Kelvin-Plank e Clausius

14.3 Rendimento dei motori termici: ciclo di Carnot

14.4 Definzione di entropia

14.5 Direzione spontanea delle trasformazioni: l'energia libera di Gibbs

ELETTROSTATICA

15. Carica elettrica

15.1 Definizione di carica elettrica

15.2 Conduttori e isolanti

15.3 Forza di Coulomb

16. Campo elettrostatico

16.1 Definizione di campo elettrostatico

16.2 Linee di campo

16.3 Campo uniforme

16.4 Campo di una carica puntiforme

16.5 Legge di Gauss

17. Potenziale elettrostatico

17.1 Energia potenziale elettrica

17.2 Differenza di potenziale

17.3 Potenziale in un campo elettrostatico costante

17.4 Potenziale associato ad una carica puntiforme

- Lo studente dovrà mostrare di conoscere e comprendere le basi della fisica classica riguardanti la meccanica, l’idrostatica, la termodinamica e l’elettrostatica.

- Lo studente dovrà mostrare di essere in grado di comprendere e padroneggiare l’analisi vettoriale, la conversione tra unità di misura e l’analisi dimensionale. E di saper utilizzare le leggi della Fisica per svolgere esercizi di pari livello a quelli svolti durante le esercitazioni.

- Lo studente dovrà mostrare la capacità esprimere con rigore e formalismo matematico gli argomenti trattati durante il corso. Di aver acquisito una comprensione delle basi delle Fisica che sia applicabile al campo di studio delle Scienze Motorie.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni.

Testi di studio

Halliday, Resnick e Walker, Fondamenti di Fisica. Meccanica e Termologia, Casa Editrice Ambrosiana, 2006,  ISBN: 9788808187581

Ketsen e Tauck, Fondamenti di Fisica-Volume 1 Meccanica, Termodinamica, Onde, Elettromagnetismo, Casa Editrice Zanichelli, ISBN: 9788808263582

Testo di Fisica della scuola secondaria di secondo grado: Liceo o Istituti Tecnico

Altro materiale didattico: trasparenze delle lezioni reperibili sul sito web della Biblioteca della Scuola di Scienze Motorie

Modalità di
accertamento

Prova scritta e orale. La prova scritta consiste nello svolgimento di esercizi con risultato a risposta multipla.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Basi di matematica
I concetti sotto elencati, che vengono proposti durante il precorso e in parte richiamati durante il corso, sono necessari per poter seguire le lezioni con profitto: 

- Algebra: equazioni di primo e secondo grado a una incognita. Sistema di equazioni di primo grado a due incognite.

- Geometria: rette, segmenti, angoli. Triangolo rettangolo e teorema di Pitagora. Area e volume.

- Trigonometria: funzioni seno e coseno. Relazione fra lunghezza dell'ipotenusa e lunghezza dei cateti in un triangolo rettangolo. 

- Sistema di riferimento cartesiano, uso delle coordinate per rappresentare la posizione di un punto nel piano e nello spazio.