Corso di Fisica Tecnica II (4 CFU) - A/A 2005/2006

Corso di Laurea in Scienze dell'Architettura

2� Anno, 2� Ciclo, Orario: 10.30-13.30, Aula A-1, dal 6 marzo 2006 al 12 giugno 2006

Nota: a partire dall'A/A 2004/2005 (cio� dopo il 28 gennaio 2005) gli studenti del Corso di Laurea in Tecniche dell'Edilizia e di Disegno Industriale dell'Architettura non possono piu' sostenere questo esame con il prof. Angelo Farina, ma debbono sostenerlo con il nuovo docente che ha assunto la titolarit� dell'insegnamento (prof. Fabio Bozzoli).

docente: prof. Angelo Farina

E-MAIL: farina@unipr.it

Internet: http://pcfarina.eng.unipr.it/ oppure http://www.angelofarina.it/

Ricevimento studenti (sconsigliato: meglio la posta elettronica):

• lunedi’ 10:30 – 12:30 – palazzina 7 , durante i periodi in cui non c'� lezione il lunedi' mattina
• lunedi' 14.30 – 16.30 – palazzina 7 , durante i periodi dell'anno in cui le lezioni sono in corso.

Telefono: 0521 905854 (risponditore telefonico) (sconsigliato)

Fax: 0521 905705 (attenzione, vengono letti mediamente solo dopo 2-3 giorni)

Contenuti

• Programma del Corso
• Modalit� d'esame
• Date degli appelli d'esame
• Iscrizione agli esami
• Dispense "on line"
• Propedeuticit� e testi consigliati
• Commenti e Suggerimenti

Programma del Corso di Fisica Tecnica II (2� anno) 

Parte I (termocinetica, 24 ore)

Conduzione. Legge di Fourier. Equazione di bilancio dell'energia. Equazione di Fourier. Conduzione stazionaria. Conduzione in regime variabile. Conduzione con generazione. Analogia elettrica. Convezione. Analisi dimensionale. Strato limite termico. Convezione forzata, naturale e mista. Irraggiarnento termico. Generalit� e definizioni. Leggi dell'irraggiamento. Fattore di forma e sue propriet�. Applicazioni relative al mutuo scambio radiante tra superfici nere e grigie. Contemporanea presenza di diverse modalit� di scambio. Coefficiente globale di scambio termico. 

Parte II (illuminotecnica + acustica, 24 ore)

Fondamenti di illuminotecnica.  Le grandezze fotometriche. Calcolo dell'illuminamento artificiale negli ambienti con il metodo del fattore di utilizzazione. Illuminamento naturale e fattore di luce diurna. Misure illuminotecniche (luxmetro).

Definizione delle grandezze ed unit� di misura specifiche. Il fenomeno della propagazione del suono. Equazione delle onde elastiche. Pressione e velocit� particellare. Lunghezza d'onda, frequenza, velocit� del suono. Impedenza acustica. Intensit� e Densit� dell'Energia. La percezione umana dei suoni. Scala dei decibel, ponderazioni in frequenza, isofoniche. Strumentazione fonometrica e per analisi in frequenza. Cenni di teoria dei segnali e di elaborazione numerica dei segnali applicate all'analisi dei suoni. Propagazione del suono: divergenza geometrica, attenuazione dell'aria, di ostacoli, del terreno. Schermatura, isolamento delle pareti, assorbimento delle superfici. Propagazione negli spazi chiusi, risposta all'impulso e decadimento sonoro. Il tempo di riverberazione e la formula di Sabine. Misurazioni acustiche in ambienti chiusi. Modelli numerici di simulazione del campo sonoro. Auralizzazione e realt� virtuale acustica. Legislazione italiana sul rumore in ambiente esterno, nell'edilizia e nella protezione dei lavoratori.

I links all'elenco delle singole lezioni verranno aggiornati man mano.

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Fisica Tecnica II - Modalit� d'esame

La metodica di valutazione standard prevede il superamento di una prova scritta, seguita da una prova orale facoltativa, come descritto nel seguito. Tuttavia esistono anche altre due modalit� alternative, l'Esame con Orale Doppio e l'Esame "Tutto Orale", che sono descritti pi� avanti.

Procedura di valutazione standard:

• 1) Prova scritta: 2 esercizi con svolgimento numerico, uno per ciascuna delle 2 parti principali del programma, con dati di calcolo personalizzati a partire dal n. di matricola, correzione puramente numerica, tempo max 2 ore. Si pu� portare qualunque testo, appunti, calcolatrici, computer, tavole, etc. . Ciascun esercizio assegna 12 punti, eventualmente suddivisi in due o tre risultati numerici di punteggio parziale variabile: se il risultato numerico � giusto, a meno di una tolleranza di calcolo dichiarata, il punteggio viene assegnato, altrimenti no. Ciascuno studente avr� dati di calcolo diversi, perch� gli stessi sono resi funzione del n. di matricola. Al termine della prova scritta, ogni studente dovr� consegnare sia la scheda di esame, compilata interamente in tutte le caselle bianche, sia i fogli utilizzati per l'impostazione del problema ed i calcoli. A tal fine possono essere impiegati solo gli appositi fogli protocollo a quadretti pre-intestati, che verranno resi disponibili all'inizio della prova scritta. Lo svolgimento dei problemi deve venire sviluppato in modo comprensibile, accompagnato se necessario da note di testo esplicative del procedimento risolutivo. La mancanza di un chiaro svolgimento dei problemi (anche se "in brutta") invalida i corrispondenti risultati, che vengono considerati "copiati", in quanto non se ne evidenzia il metodo di calcolo. La valutazione del risultato viene effettuata al termine della prova scritta, tramite un foglio di calcolo Excel che viene realizzato dal docente nel corso della durata della prova scritta stessa. La correttezza del metodo risolutivo adottato dal docente nella realizzazione di tale foglio Excel viene verificata dagli studenti stessi, durante la presentazione del procedimento risolutivo "corretto" effettuata dal docente dopo la consegna degli elaborati e prima della loro valutazione. Gli studenti che non siano presenti durante tale presentazione, o che comunque non contestino in tale sede la difformit� del procedimento risolutivo da loro adottato, non hanno poi titolo di protestare in sede di valutazione dell'elaborato.
• 2) Disposizioni di controllo dell'accesso ed anticopiatura, riconsegna degli elaborati. Durante la prova scritta non si pu� parlare… pena il ritiro immediato dell'elaborato. Analogamente � vietato l'impiego di qualsiasi strumento idoneo alla comunicazione a distanza: telefoni cellulari, agende elettroniche, calcolatrici con porta ad infrarossi, dispositivi dotati di interfaccia WiFi e Bluetooth, etc. - Il solo fatto di utilizzare strumenti di questo tipo comporta l'immediato ritiro del compito, anche se essi non erano stati effettivamente impiegati per trasmettere o ricevere dati relativi allo stesso: si consiglia dunque semplicemente di lasciare a casa tali dispositivi - I telefoni cellulari debbono essere mantenuti spenti.
  L'accesso all'aula � consentito solo agli studenti preventivamente iscritti all'esame tramite la procedura informatica gestita dal server del CEDI.
• 3) Domanda orale (teoria, alla lavagna). Si viene ammessi all'orale solo se la somma dei punti conseguiti nella parte 1) arriva perlomeno a 18. In condizioni eccezionali, tuttavia (prossimit� della data della laurea, rischio di perdere un anno per mancato completamento degli esami dell'anno precedente, etc.) si pu� eccezionalmente venire ammessi all'esame anche con soli 15 punti, fermo restando che in questo caso, se l'orale non fornisce almeno 3 punti, l'esame non si considera superato).
  La domanda orale verte sulla parte del corso (Acustica/Illuminotecnica, Termocinetica) in cui eventualmente � stato errato un esercizio, altrimenti (se sono giusti tutti gli esercizi) la parte del corso � a scelta dello studente , ma la domanda specifica � comunque sempre fatta dal docente. Si tratta in pratica di emulare una "lezione" di 10 minuti, durante la quale lo studente deve non solo dimostrare di conoscere l'argomento da spiegare, ma anche di avere sufficienti doti comunicative e capacit� di presentazione. Non � prevista alcuna interazione con il docente, che una volta assegnato l'argomento non fa pi� alcuna domanda, e si limita poi a valutare il risultato della presentazione. La domanda orale assegna da 0 a +12 punti. La prova orale non � obbligatoria, per cui chi vuole pu� far verbalizzare direttamente il voto dello scritto (purch� sufficiente).
• 4) Lode. Nel caso in cui la somma dei punteggi conseguiti ai punti 1) e 2)  superi 30 trentesimi (in palio ci sono in tutto 36 punti), � automatica l'assegnazione del 30 con lode. La lode pu� tuttavia venire assegnata anche a chi abbia raggiunto il 30 esatto, ma abbia dimostrato particolare padronanza della materia e brillante capacit� espositiva.
• 5) Validit� della prova scritta. Una volta superata la prova scritta (punteggio maggiore o uguale di 18), la conseguente ammissione all'esame vale anche per le sessioni d'esami successive.
  ATTENZIONE! Causa problemi di capienza delle aule, non viene pi� consentito agli studenti che non hanno conseguito il punteggio massimo (24) riprovare a sostenere la prova scritta in un appello successivo: se viene raggiunta la sufficienza, ed il compito viene archiviato dal docente, esso diventa DEFINITIVO, e non lo si pu� pi� migliorare.

Nota 1: Personalizzazione dati in ingresso La personalizzazione dei dati di ingresso in funzione del numero di matricola � fatta assegnando una opportuna variabile intera a ciascuna cifra del numero, con nome letterale A,B,C,D,E,F. Ad esempio, il numero di matricola 128674 d� luogo ad A=1, B=2, C=8, D=6, E=7, F=4. I dati del problema sono assegnati in funzione di tali variabili, che possono venire giustapposte onde ottenere numeri con pi� di una cifra. Esempi: Lunghezza = 3 + 0.5*C (m) = 3 + 0.5 * 8 = 7 m Massa = 0.27+0.05 * DE (kg) = 0.27 + 0.05 * 67 = 3.62 kg  Si noti che DE non significa D * E, quindi DE = 67, e non 6*7=42 Si noti infine che gli esercizi d'esame solitamente NON SONO UGUALI a quelli gi� svolti a lezione e riportati nelle dispense, per cui lo studente deve impostare la soluzione ex-novo, e non cercare affannosamente negli appunti un esercizio similare gi� svolto. Spesso anzi cos� facendo si viene tratti in inganno, perch� l'esercizio d'esame pu� APPARIRE SIMILE ad uno gi� svolto, MA IN REALTA' E' DIVERSO (solitamente pi� facile).

 

Nota 2:  Esame "orale doppio" Nel caso di ripetute bocciature nella prova scritta, � possibile effettuare un esame "orale doppio". Tale modalit� costituisce comunque una eccezione, cui si pu� accedere solo dopo ripetuti tentativi falliti di superare l'esame scritto di cui sopra. In particolare, dopo almeno 4 tentativi infruttiferi di superare la prova scritta, nel corso dei quali debbono comunque essere stati totalizzati almeno 24 punti complessivi, di cui almeno 6 relativi ad esercizi di ciascun gruppo (Termodinamica, Fluidodinamica), lo studente pu� chiedere di essere ammesso all'esame orale "doppio". In tale ipotesi gli verr� assegnato un punteggio "base" di 10 punti, indi gli verranno proposte in successione 2 brevi domande, ciascuna delle quali vale 10 punti. Quindi anche con tale modalit� di esame si puo' conseguire il punteggio pieno, ed anche la lode. Gli studenti che sono gi� in possesso dei requisiti di cui al precedente paragrafo possono presentarsi direttamente all'esame orale. Gli studenti sono invitati a conservare la scheda degli esami falliti, controfirmate dal docente, a riprova del raggiungimento delle condizioni di cui sopra.

 

Nota 3:  Esame "tutto orale" In casi del tutto eccezionali,  in cui anche tale modalit� d'esame "orale doppio" risulti "impraticabile", poich� lo studente non riesce mai a prendere abbastanza punti nelle prove scritte a causa di gravi lacune nel calcolo numerico o a deficit mentali (dislessia, etc.), egli puo' chiedere di fare un esame "tutto orale". Tali esami verranno svolti al difuori dei normali appelli d'esame, e concordati direttamente con il docente. Si fa presente che si tratta di situazioni del tutto eccezionali, che verranno valutate caso per caso e concesse solo in assenza di ogni altra possibilit�. In un esame "tutto orale" si deve rispondere correttamente a 3 domande su temi diversi, ciascuna delle quali assegna da 0 ad 8 punti. Quindi il punteggio max conseguibile � 24. L'esame dura circa un'ora, e richiede comunque di portare con se la calcolatrice (almeno una delle tre domande � un esercizio), tabelle, appunti, etc.

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Date Ufficiali degli Appelli d'Esame

(*) Nota: questa sessione � riservata ai soli studenti iscritti "sotto condizione" al 1� anno di Laurea Specialistica.

In righe col fondo colorato sono indicati gli appelli straordinari, fissati in finestre temporali autorizzate dal Consiglio di Facolt�. Si prega gli studenti di NON tempestare il docente di richieste su quando sar� la data esatta di questi appelli straordinari - non appena decisa, essa appare su questa pagina web. Sinch� non � stata decisa, non pu� certo venire comunicata ad uno studente, lasciando gli altri all'oscuro. Quindi non ha alcun senso chiedere di sapere la data prima che essa venga ufficialmente esposta . NOTA: non tutti gli studenti potrebbero aver diritto di sostenere l'esame in questi appelli straordinari, ed il docente non ha modo di verificare la situazione di ciascuno studente. Quindi spetta allo studente verificare se � autorizzato o meno a fare l'esame nell'appello straordinario prescelto (attenzione, non hanno tutti le stesse limitazioni!). Se lo studente sostiene l'esame senza averne diritto, l'esame viene annullato e va ripetuto in un appello successivo.

Le date degli appelli normali, essendo state fissate con quasi un'anno d'anticipo, potranno essere posticipate di alcuni giorni (al massimo 1 settimana) in caso di inderogabili impegni del docente emersi in tempi successivi all'iniziale fissazione del calendario, o causa problemi di disponibilit� delle aule, ma comunque con congruo preavviso su questo sito Web e mediante affissione di avviso in bacheca, almeno una settimana prima della data originariamente indicata. Di regola invece le date degli appelli ufficiali non possono venire anticipate.

Gli esami normalmente si concludono entro la mattinata. Lo scritto viene ritirato tipicamente verso le ore 11, massimo 11.30; segue la correzione alla lavagna, ed alle 12:00 iniziano gli orali. Verso le 13:30 � finito tutto. Solo in caso di numero di studenti molto elevato si continua al pomeriggio (normalmente alle 14.30). Gli studenti che hanno gi� superato la prova scritta in un appello precedente e che debbono sostenere solo l'orale sono invitati a segnarsi sulla lista "cartacea" che viene fatta la mattina stessa dell'esame. Essi si debbono presentare all'inizio degli orali (quindi normalmente dopo le 12.00), e non alle 9.00 come chi deve sostenere la prova scritta, salvo diverse indicazioni comunque riportate su questa pagina web.
Si prega di non venire all'inizio o nel corso della prova scritta a disturbare lo svolgimento della stessa: ogni ulteriore richiesta da fare alla commissione esaminatrice va presentata solo dopo la conclusione della prova scritta e della relativa correzione.

Iscrizione agli esami

L'iscrizione all'esame (solo per la prova scritta) va fatta obbligatoriamente attraverso Internet, tramite l'apposito server:

http://scarch.unipr.it/cgi-bin/campusnet/esami.pl

I candidati non iscritti potrebbero non trovare posto in aula, e quindi essere impossibilitati a fare l'esame, perch� le aule vengono prenotate in funzione del numero di studenti iscritti all'appello. A tal fine, come indicato sopra al punto n.2), si provvede alla verifica di iscrizione, ritirando il libretto degli studenti che intendono partecipare alla prova scritta.
Eventuali studenti non iscritti possono chiedere al momento di venire ammessi in aula (sempre consegnando il libretto), nei limiti di capienza della stessa, che si intendono dimezzati rispetto al numero di posti a sedere.

Per la prova orale, viene predisposta una lista cartacea prima dell'inizio degli esami, direttamente nell'aula dove essi si svolgono.

Informatizzazione delle dispense

Negli anni accademici ormai trascorsi � stata realizzata, con la collaborazione degli studenti, una raccolta di dispense informatizzata, consultabile via Internet su questo sito. 

I seguenti link consentono di accedere alle dispense, ed alle relative "Home Pages" (cio� il contenuto corrispondente a questa pagina):

A partire dall'anno accademico 2003-2004 non viene pi� organizzata la raccolta informatizzata delle dispense degli studenti.

E' disponibile una versione stampata e corretta delle dispense suddette,
presso la Goliardica Editrice, c/o Libreria Universitas, vicolo Grossardi 3/b, Parma.

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Propedeuticit� e testi consigliati

Si pu� affrontare l'esame di Fisica Tecnica II solo dopo aver superato il seguente esame del secondo anno:

• Fisica Tecnica I

Il testi CONSIGLIATI (non obbligatori) per la preparazione dell'esame sono:

• P. Martignon: FISICA TECNICA II (Appunti dalle Lezioni del prof. Angelo Farina), Goliardica Editrice, Parma 2004
• P. Fausti: Acustica in Edilizia, Rockwool Italia, Milano (2005) - scaricabile gratuitamente in formato PDF

I seguenti testi, disponibili in biblioteca di facolt�, possono essere utili per la preparazione dell'esame e peril reperimento delle tabelle e dei grafici da utilizzare durante la prova scritta:

• F. KREITH: Principi di trasmissione del calore - Liguori Editore
• Vittorio Re: Illuminazione interna civile e industriale - UTET periodici, Torino 2001
• R.Spagnolo (a cura di): Manuale di acustica applicata - UTET Libreria, Torino (2001).

E' invece INDISPENSABILE per affrontare la prova scritta procurarsi il seguente materiale di consultazione:

• Tabelle per il calcolo dei coeff. di convezione in vari casi geometrici (formule del n. di Nusselt)
• Propriet� termiche dei materiali, dell'aria e dell'acqua (conducibilit�, viscosit�, calore specifico, densit�).
• Tabelle del fattore di utilizzazione di apparecchi per l'illuminazione artificiale
• Audiogramma normale di Fletcher & Munson (norma ISO 226)
• Tabella della ponderazione "A"
• Legislazione acustica (D.L. 277/91, L. 447/95 e relativi decreti attuativi), reperibile su http://www.spectra.it/variabili/Legisla.htm

Non tutto il materiale suddetto � reperibile nei testi consigliati di cui sopra. Chi alla prova scritta non avr� a disposizione il materiale necessario allo svolgimento degli esercizi, NON potr� farselo prestare dai colleghi o chiederlo al docente.

E' INDISPENSABILE possedere e saper utilizzare una calcolatrice scientifica - � vietato farsela prestare dai colleghi durante l'esame scritto. E' vietato usare il cellulare come calcolatrice.

Si rammenta che durante la prova scritta � vietato parlare, e che NON verranno forniti i valori di grandezze rilevabili dal materiale di consultazione di cui sopra. Di conseguenza, non potendo chiedere di consultare il materiale degli altri esaminandi, ogni studente � tenuto a portare con se tutto il materiale di consultazione necessario.

Commenti e Suggerimenti

Si suggerisce di comunicare con il docente preferenzialmente via E-Mail per ogni necessit� di chiarimenti o per suggerimenti. Trovarlo al telefono � pressoch� impossibile, in quanto non � quasi mai in ufficio, visto che passa gran parte del tempo in qualche laboratorio, o a fare esperimenti "sul campo". Anche sugli orari ufficiali di ricevimento non si deve fare troppo affidamento, perch� spesso � via in missione.....

Per la preparazione dell'esame scritto, pu� essere utile consultare il testo dei compiti d'esame assegnati negli anni passati. Essi possono essere scaricati dal sito:

http://pcfarina.eng.unipr.it/Testi_Esame/

Tuttavia non � possibile chiedere al docente quale sia la soluzione dei problemi suddetti, � bene abituarsi a svolgere i problemi senza sapere gi� la risposta...

Per la preparazione dell'esame orale, � consigliabile venire ad assistere nell'appello precedente a quello in cui si vuole sostenere l'esame.

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Copyright � Angelo Farina - riproduzione vietata senza autorizzazione.
Ultima revisione: 30/08/07