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FISICA GENERALE AB
Obiettivi formativi
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 ed alle deformazioni dei solidi) e le nozioni fondamentali di termodinamica e di elettrostatica. Lo studente dovrà comprendere gli aspetti fondamentali degli argomenti trattati ed acquisire la capacità di impostare e risolvere in modo autonomo semplici problemi.
Prerequisiti
Si richiede la conoscenza delle matematiche elementari e dei fondamenti del calcolo differenziale ed integrale
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; l'energia meccanica e la 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.
Il corpo rigido. Cinematica del corpo rigido: traslazione e rotazione (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
I sistemi continui. Deformazioni nei solidi: cenni; 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 temometro 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-probabilità.
Introduzione alla elettrostatica. Conduttori e isolanti; la carica elettrica; la legge di Coulomb.
Forza e campo di forze. Definizione di campo scalare e campo vettoriale; linee di forza; campi elettrici generati da distribuzioni discrete e continue di carica; moto di una particella carica in un campo elettrico; flusso del campo elettrico attraverso una superficie e legge di
Bibliografia
Testi consigliati
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fisica vol. 1 e 2 - VI edizione (casa editrice Ambrosiana)
W.E. Gettys, F.J. Keller, M.J. Skove, Fisica classica e moderna vol. 1 e 2 (casa editrice McGraw-Hill)
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 e 2 oppure Elementi di Fisica in più volumi (casa editrice ediSES)
R.G.M. Caciuffo, S. Melone, Fisica Generale - Meccanica e termodinamica (casa editrice Masson S.p.A.)
Metodi didattici
Il metodo di insegnamento si basa su lezioni teoriche ed esercitazioni.
La prova d'esame consiste in una prova scritta ed una prova orale con possibilità di prove in itinere.
Docenti
Altri insegnamenti
ANNO DI CORSO: 1
ANNO DI CORSO: 2
ANNO DI CORSO: 3



