FISICA GENERALE 1 ( cod. 1002191)
Insegnamento di INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE (Corsi di Laurea)
Facoltà di Corsi di Laurea triennale (D.M. 270/04)
TIPOLOGIA DELL'INSEGNAMENTO: ATTIVITÀ FORMATIVE DI BASE
Lingua Insegnamento:
Italiano
FREQUENZA FACOLTATIVA
Obiettivi
Il corso si propone di fornire allo studente una conoscenza organica delle leggi fondamentali della meccanica classica (del punto materiale e dei sistemi, con cenni ai fluidi), delle onde meccaniche e le nozioni fondamentali di termodinamica. Lo studente dovrà comprendere gli aspetti fondamentali della materia ed acquisire la capacità di impostare e risolvere in modo autonomo semplici problemi. E’ a disposizione degli studenti un sito Internet, specifico per il corso, attraverso il quale è fornito materiale didattico.
Prerequisiti
Si richiede la conoscenza delle matematiche elementari e dei fondamenti del calcolo differenziale ed integrale, perciò i corsi di Analisi Matematica I e Geometria sono considerati propedeutici al corso di Fisica Generale I
Contenuti dell'insegnamento
MODULO A
Grandezze fisiche:
Dimensioni, unità di misura; sistemi di unità di misura e grandezze campione; cifre significative; grandezze fisiche fondamentali e derivate.
I vettori:
Grandezze vettoriali; operazioni fra vettori.
Cinematica del punto materiale:
Grandezze cinematiche fondamentali (spostamento, velocità, accelerazione); classificazione dei moti: moti rettilinei (uniforme, uniformemente accelerato, es. caduta dei gravi), moti in due dimensioni (es. moto del proiettile, moto circolare); accelerazione radiale e tangenziale; sistemi di riferimento.
Dinamica del punto materiale:
Le leggi di Newton; forze di contatto e a distanza; il diagramma di corpo libero; dinamica del moto rettilineo, dinamica del moto circolare; sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; forze fittizie.
Lavoro ed energia:
Concetti di lavoro ed energia cinetica; il teorema lavoro-energia cinetica; la potenza; forze conservative ed energia potenziale; conservazione dell’energia meccanica.
Quantità di moto:
Definizione di quantità di moto e di impulso; legge di conservazione della quantità di moto.
Sistemi discreti e continui:
Il centro di massa. Velocità ed accelerazione del centro di massa.
Il corpo rigido:
Cinematica del corpo rigido: traslazione e rotazione (definizione delle grandezze spostamento, velocità e accelerazione angolari); relazioni fra grandezze cinematiche rotazionali e lineari.
Dinamica del corpo rigido:
Momento di una forza rispetto ad un asse; centro di gravità; momento di inerzia; teorema degli assi paralleli; momento angolare; equazioni cardinali della dinamica; teoremi di Koenig; energia cinetica rotazionale e lavoro; legge di conservazione del momento angolare; moto di rotolamento perfetto.
Gravitazione universale:
Legge di gravitazione universale e leggi di Keplero.
Urti:
Forze impulsive ed urti a due corpi (urti centrali in 1 e 2D, urti con corpi rigidi liberi o vincolati)
Statica del corpo rigido:
Condizioni di equilibrio statico del corpo rigido.
Le oscillazioni:
Cinematica e dinamica del moto armonico; considerazioni energetiche per l’oscillatore armonico.
MODULO B
Onde meccaniche:
Il moto ondulatorio, sovrapposizione ed interferenza delle onde, equazione lineare delle onde, onde sulle corde, onde sonore, onde stazionarie.
I sistemi continui:
Deformazioni nei solidi; grandezze e leggi fondamentali della fluidostatica e della fluidodinamica: legge di Stevino, di Archimede, equazione di continuità; teorema di Bernoulli.
Introduzione alla Termodinamica:
Variabili termodinamiche e concetti di base.
Temperatura:
Principio zero della termodinamica ed equilibrio termico; definizione di temperatura; termometri e scale di temperatura Kelvin e Celsius; il termometro a gas a volume costante; la dilatazione termica.
I gas perfetti:
Equazione di stato dei gas ideali; teoria cinetica dei gas; teorema di equipartizione dell’energia; trasformazioni termodinamiche per gas perfetti; trasformazioni reversibili e irreversibili; diagramma pressione-volume; equazione di Van der Vaals per i gas reali.
Il calore:
Scambio di calore fra sistemi: capacità termica e calore specifico; calore latente; meccanismi di conduzione del calore.
Il lavoro termodinamico:
Calore e lavoro nelle trasformazioni termodinamiche per i gas perfetti (trasformazioni isobare, isocore, isoterme, adiabatiche).
Primo principio della termodinamica:
L’energia interna nelle trasformazioni termodinamiche; relazione di Meyer tra i calori specifici.
Secondo principio della termodinamica:
Macchine termiche e rendimento; il ciclo di Carnot; la scala assoluta della temperatura; l’entropia; cenni su entropia, disordine e probabilità.
Programma esteso
Consultare il sito del corso:
http://www.fis.unipr.it/corsi/abcivili/fisica_ab/
Bibliografia Consigliata
Testi consigliati:
W.E. Gettys, “Fisica 1: Meccanica - Termodinamica”, vol. 1 (casa editrice McGraw-Hill).
D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, “Fisica”, vol. 1 (casa editrice Ambrosiana).
P.A. Tipler, G. Mosca, "Corso di fisica", vol. 1-Meccanica Onde termodinamica (casa editrice Zanichelli).
Testi di approfondimento:
S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, “Fisica Generale, Meccanica e Termodinamica” (casa editrice Ambrosiana).
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Fisica” vol. 1 oppure “Elementi di Fisica” in più volumi (ediSES.
R.G.M. Caciuffo, S. Melone, “Fisica Generale - Meccanica e termodinamica” (casa editrice Masson S.p.A.).
Docenti
Anno accademico:
2012
Anno di corso:
1
Semestre:
2
Numero CFU:
9
SSD:
FISICA SPERIMENTALE (FIS/01)
Ambito:
Fisica e chimica
Ore di attivita frontale:
63
Ore studio individuale:
135 






