FISICA I

Obiettivi formativi:

Questo insegnamento ha lo scopo di fornire gli elementi per una conoscenza di base dei fenomeni fisici mediante una scelta significativa di argomenti della fisica classica, con particolare riferimento alla meccanica del punto materiale e alla termodinamica.

Settore scientifico-disciplinare:

FIS/01.

Crediti:

6.

Modulo:

Unico.

Durata:

Semestrale (secondo periodo), 48 ore (di lezione teorica).

Frequenza:

Consigliata, ma non obbligatoria.

Docente:

Dott. Michele Veltri.

Programma:

01. La misura:
      01.01 La metodologia delle scienze fisiche.
      01.02 Grandezze fisiche.
      01.03 Il Sistema Internazionale di unità di misura.
      01.04 Campioni di tempo, lunghezza e massa.
      01.05 Strumenti ed errori di misura.

02. Il moto in una dimensione:
      02.01 Sistemi di riferimento.
      02.02 Punto materiale.
      02.03 Equazione oraria del moto.
      02.04 Traiettoria.
      02.05 Spostamento.
      02.06 Velocità.
      02.07 Accelerazione.
      02.08 Diagrammi spazio-tempo.
      02.09 Il problema delle condizioni iniziali.
      02.10 Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato.
      02.11 Moto dei corpi in caduta libera.

03. I vettori:
      03.01 Grandezze scalari e grandezze vettoriali.
      03.02 Proprietà dei vettori.
      03.03 Componenti di un vettore.
      03.04 Operazioni con i vettori.
      03.05 Il vettore posizione.
      03.06 Il vettore spostamento.

04. Il moto in due e tre dimensioni:
      04.01 Velocità e accelerazione in un moto tridimensionale.
      04.02 Accelerazione centripeta e tangenziale.
      04.03 Il moto circolare.
      04.04 Velocità periferica e angolare.
      04.05 Accelerazione angolare.
      04.06 Composizione di moti uniformi: il moto dei proiettili.

05. I principi della dinamica:
      05.01 Il principio di inerzia.
      05.02 Il secondo principio della dinamica.
      05.03 Massa e peso.
      05.04 Il terzo principio della dinamica.
      05.05 Quantità di moto.
      05.06 Impulso.
      05.07 Conservazione della quantità di moto.

06. Applicazioni dei principi della dinamica:
      06.01 Risultante delle forze.
      06.02 Equilibrio.
      06.03 Reazioni vincolari.
      06.04 Tensione dei fili.
      06.05 Il piano inclinato.
      06.06 Le forze di attrito.
      06.07 Attrito statico e attrito dinamico.
      06.08 Attrito in un fluido viscoso.
      06.09 Il moto armonico semplice.
      06.10 Moto di un punto materiale sotto l'azione della forza elastica.
      06.11 Il pendolo semplice.
      06.12 Momento di una forza.
      06.13 Momento angolare.
      06.14 Conservazione del momento angolare.
      06.15 Sistemi di riferimento in moto relativo rispetto ad un altro.
      06.16 Trasformazioni di Galileo.
      06.17 Forze fittizie nei sistemi di riferimento non inerziali.

07. Lavoro ed energia:
      07.01 Lavoro.
      07.02 Potenza.
      07.03 Energia cinetica.
      07.04 Teorema dell'energia cinetica.
      07.05 Lavoro della forza elastica.
      07.06 Lavoro della forza peso.
      07.07 Lavoro della forza di attrito.
      07.08 Energia potenziale.
      07.09 Forze conservative e loro proprietà.
      07.10 Il principio di conservazione dell'energia.

08. La gravitazione universale:
      08.01 Le leggi di Keplero.
      08.02 La legge di gravitazione universale.
      08.03 Forze centrali.
      08.04 Il moto dei satelliti.
      08.05 Energia potenziale gravitazionale.
      08.06 Il campo gravitazionale.
      08.07 Massa inerziale e massa gravitazionale.

09. Dinamica dei sistemi di punti materiali:
      09.01 Sistemi di punti materiali.
      09.02 Forze interne ed esterne.
      09.03 Centro di massa.
      09.04 Moto del centro di massa.
      09.05 Conservazione della quantità di moto.
      09.06 Conservazione del momento angolare.

10. Dinamica del corpo rigido:
      10.01 Corpo rigido: definizioni e proprietà.
      10.02 Momento d'inerzia.
      10.03 Rotazioni attorno ad un asse fisso.
      10.04 Energia cinetica rotazionale.
      10.05 Teorema di Steiner.

11. Meccanica dei fluidi:
      11.01 Definizione di fluido.
      11.02 Densità e pressione.
      11.03 La legge di Stevino e sue applicazioni.
      11.04 Il principio di Pascal.
      11.05 Il principio di Archimede.
      11.06 Moto di un fluido ideale.
      11.07 Portata.
      11.08 Equazione di Bernoulli e sue applicazioni.

12. Termodinamica:
      12.01 Sistemi termodinamici: definizioni.
      12.02 Temperatura e principio zero della termodinamica.
      12.03 I termometri e le scale di temperatura.
      12.04 Le leggi di stato dei gas perfetti.
      12.05 Lavoro e calore nelle trasformazioni termodinamiche.
      12.06 Il primo principio della termodinamica.
      12.07 Calorimetria: calore specifico, capacità termica, cambiamenti di fase.
      12.08 Espansione libera di Joule.
      12.09 Energia interna di un gas ideale.
      12.10 Relazione di Mayer.
      12.11 Trasformazioni adiabatiche reversibili.
      12.12 Il secondo principio della termodinamica.
      12.13 Il ciclo di Carnot.
      12.14 Teorema di Clausius.
      12.15 Entropia e trasformazioni irreversibili.

Testi di riferimento:

  • Per la teoria e gli esercizi:
          - Mazzoldi, Nigro, Voci, "Elementi di Fisica, Vol. 1 - Meccanica e Termodinamica", EdiSES, 2007.
          - Halliday, Resnick, Krane, "Fisica 1 - Meccanica, Acustica, Termodinamica", Casa Editrice Ambrosiana, 2003.
  • Per approfondimenti sugli esercizi:
          - Salandin, Pavan, "Problemi di Fisica, Vol. 1", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
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    Propedeuticità:

    Analisi Matematica.

    Modalità didattiche:

    Lezioni teoriche.

    Modalità di accertamento:

    Prova scritta e prova orale (prove d'esame).

    Commissione d'esame:

    Dott. Michele Veltri e Dott.ssa Catia Grimani (supplente: Dott. Marco Ciarlatani).

    Note:

    La prova scritta viene valutata in trentesimi ed è ritenuta sufficiente se il relativo voto, che rimane valido per tutti gli appelli dell'anno accademico in cui la prova viene sostenuta, è di almeno 15/30.
    La prova orale, che può essere sostenuta solo previo superamento della prova scritta, viene valutata in trentesimi.
    Il voto finale è determinato dalla media pesata del voto della prova scritta e del voto della prova orale, con pesi 1/3 e 2/3 rispettivamente.
    Durante la prova scritta è permessa la consultazione dei libri di testo e degli appunti.

    Ultima modifica: 10/01/2013 Approvato da: Presidente CCdL