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FISICA
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle leggi della fisica, delle applicazioni delle leggi allo studio dei fenomeni più comuni per poter descrivere ed interpretare tecniche di indagine e di misura che poi saranno utilizzate nei laboratori di ricerca o di lavoro. Particolare attenzione sarà posta alle unità di misura, agli ordini di grandezza, all'uso appropriato dei termini, allo sviluppo delle capacità di sintesi. Verranno illustrate le equazioni fondamentali e applicate, riconoscendo i limiti della loro validità, al caso di semplici problemi.
Prerequisiti
Si consiglia la frequenza del Corso di Istituzioni di Matematiche.
Contenuti dell'insegnamento
Meccanica del punto materiale
Le misure - Unità di misura - Grandezze fisiche - Vettori – Operazioni sui vettori - Il moto - Velocità scalare e vettoriale - Accelerazione - Moto in due e tre dimensioni - Velocità e velocità media - Accelerazione e accelerazione media - Moto dei proiettili - Moto circolare uniforme - Moto relativo – Le leggi di Newton - Le forze - La massa - Applicazioni delle leggi di Newton - Energia cinetica e lavoro - Potenza - Energia potenziale - Forze conservative - Lavoro svolto da forze non conservative - Conservazione dell'energia
Meccanica dei sistemi e dei corpi rigidi
Sistemi di punti materiali - Il centro di massa - Seconda legge di Newton per un sistema di punti materiali - Quantità di moto di un sistema di punti materiali - Conservazione della quantità di moto - Forze esterne e variazioni di energia interna - Urti - Impulso e quantità di moto - Urti elastici in una dimensione - Urti anelastici in una dimensione - Rotazione - Variabili lineari e angolari - Energia cinetica rotazionale - Momento d'inerzia - Momento di una forza - Lavoro, potenza e teorema dell'energia cinetica - Rotolamento - Momento angolare - Conservazione del momento angolare
Meccanica dei fluidi - Onde in mezzi elastici
I fluidi - Densità e pressione - Fluidi a riposo - Misura della pressione - Principio di Pascal - Principio di Archimede - Fluidi ideali in movimento - Linee di flusso ed equazione di continuità - Equazione di Bernoulli - Oscillazioni - Moto armonico semplice, smorzato e forzato - I pendoli - La risonanza - Onde - Onde trasversali e longitudinali - Lunghezza d'onda e frequenza - Velocità di un'onda in moto - Il principio di sovrapposizione - Interferenza - Vettori di fase - Onde stazionarie e risonanza - Onde acustiche - Velocità del suono - Interferenza - Intensità e livello sonoro - Sorgenti di suoni musicali - Battimenti - Effetto Doppler
Gravitazione
La legge di Netwon della gravitazione universale - Massa inerziale e massa gravitazionale - Il peso dei corpi e la caduta dei gravi - Le leggi di Keplero dei moti planetari - Energia potenziale gravitazionale - Satelliti artificiali e sonde interplanetarie
Calore e temperatura
Equilibrio termico e principio zero della termodinamica - Temperatura e calore - La misura della temperatura e le scale termometriche - Espansione termica - Capacità termica e calore specifico - Cambiamenti di stato e calore latente - Propagazione del calore
Il primo principio della termodinamica
Calore e lavoro - Sistema termodinamico - Energia interna - Trasformazioni termodinamiche - Trasformazioni reversibili e irreversibili - Rappresentazione grafica di una trasformazione - Il gas come sistema termodinamico - Lavoro delle forze di pressione - Calore specifico molare a volume costante e a pressione costante - Equazione di stato di un gas ideale - I gas reali e l'equazione di van der Waals - Il primo principio della termodinamica - Calore, lavoro ed energia interna nelle trasformazioni termodinamiche del gas ideale: isoterme, isobare, isocore e adiabatiche.
Il secondo principio della termodinamica
Il funzionamento delle macchine termiche - Le macchine reversibili e il ciclo di Carnot - Irreversibilità dei processi termici - Il secondo principio della termodinamica nelle formulazioni di Kelvin e di Clausius - Rendimento delle macchine termiche - La temperatura termodinamica assoluta e il rendimento del ciclo di Carnot - Macchine frigorifere - La funzione entropia - Variazioni di entropia nelle trasformazioni termodinamiche reversibili e irreversibili - Entropia e macchine termiche - Processi naturali e degradazione dell'energia.
La teoria cinetica dei gas
l modello del gas ideale - Cammino libero medio - Distribuzione delle velocità molecolari - Interpretazione della pressione e della temperatura di un gas - Energia interna e principio di equipartizion
Bibliografia
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica, CEA
James S. Walker: Fondamenti di Fisica. Zanichelli
Metodi didattici
Lezioni teoriche ed esercitazioni.
La prova scritta e' semplice (testi svolti negli anni precedenti con soluzioni vengono forniti agli studenti) e serve per essere ammessi all'orale.
Attività Padre
Altri insegnamenti
ANNO DI CORSO: 1
ANNO DI CORSO: 2
ANNO DI CORSO: 3

