Fisica Generale I 2013/2014

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I A.A. 2013/2014

D. Di Castro

Sono prerequisiti del corso la conoscenza di algebra vettoriale, trigonometria, fondamenti del calcolo differenziale e integrale

Si consiglia fortemente la lettura delle Appendici B e C.

Si consiglia inoltre di leggere attentamente gli esempi proposti sul libro ad ogni paragrafo 

MECCANICA 

(I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica” di  P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES, tranne dove diversamente specificato)

-ELEMENTI DI CALCOLO VETTORIALE: APPENDICE C

C1 Grandezze scalari e grandezze vettoriali; C2 Prime proprietà dei vettori; C3 Prodotti tra vettori; C4 Derivata di un vettore

-1 CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE: Moto rettilineo 

 1.1 Introduzione.

1.2 Moto rettilineo; 1.3 Velocità nel moto rettilineo; 1.4 Accelerazione nel moto rettilineo; 1.5 Moto verticale di un corpo. 1.6 Moto armonico semplice; 1.7 Moto rettilineo smorzato esponenzialmente; 1.9 Velocità e accelerazione in funzione della posizione; 1.9 Moto relativo rettilineo

-2 CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE: Moto nel piano

2.1 Posizione e velocità; 2.2 Accelerazione; 2.3 Moto circolare; 2.4 Moto parabolico dei corpi; 2.5 Moto nello spazio; 2.6 Moto relativo nello spazio;  2.7 Alcune osservazioni sulla cinematica del punto.

-3  DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: le leggi di Newton  

3.1 Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza; 3.2 Leggi di Newton; 3.3 Quantità di moto. Impulso; 3.4 Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari; 3.5 Classificazione delle forze; 3.6 Azione dinamica delle forze. 3.7 Forza peso. 3.8 Forza di attrito radente.3.9 Piano inclinato. 3.10 Forza elastica. 3.11 Forza di attrito viscoso. 3.12 Forze centripete; 3.13 Pendolo semplice. 3.14 Tensione dei fili

-4  DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Lavoro, Energia, momenti  

 4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica. 4.2 Lavoro della forza peso. 4.3 Lavoro di una forza elastica. 4.4 Lavoro di una forza di attrito radente. 4.5 Forze conservative. Funzione Potenziale (vedi anche  “Fisica 1” Mencuccini-Silvestrini, par. IV.8 e par IV.9). Energia potenziale. 4.6 Conservazione dell’energia meccanica. 4.7 Momento angolare. Momento della forza. 4.8 Alcune osservazioni sulla dinamica del punto.

-5 MOTI RELATIVI

5.1 Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative. 5.2 Sistemi di riferimento inerziali. Relatività galileiana. 5.3 Moto di trascinamento traslatorio rettilineo. 5.4 Moto di trascinamento rotatorio uniforme. 5.5 Alcuni commenti (lettura).

-6 DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI

6.1 Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne. 6.2 Centro di massa di un sistema di punti. Teorema del moto del centro di massa. 6.3 Conservazione della quantità di moto. 6.4 Teorema del momento angolare 6.5 Conservazione del momento angolare. 6.6 Sistema di riferimento del centro di massa. 6.7 Teoremi di Koenig. 6.8 Il teorema dell’energia cinetica. 6.10 Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi.

-7 CORPI RIGIDI

7.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. 7.2 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. 7.3 Moto di un corpo rigido. 7.4 Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale. (escluso “Non parallelismo tra L e ?, precessione del momento angolare”). 7.5 Momento d’inerzia. 7.6 Teorema di Huygens-Steiner. 7.7 Pendolo composto. 7.8 Moto di puro rotolamento. 7.9 Impulso angolare. Momento dell’impulso. 7.10 Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. 7.11 Equilibrio statico di un corpo rigido. 7.13 Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi (fino a “Legge di Poisson” escluso)

-8 FENOMENI D’URTO

 8.1 Urti tra due punti materiali. 8.2 Urto completamente anelastico. 8.3 Urto elastico. 8.4 Urto anelastico. 8.5 Urto tra punti materiali e corpi rigidi o tra corpi rigidi.

- 9 ONDE MECCANICHE (I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “FISICA 1 Meccanica Termodinamica” C. Mencuccini Silvestrini. Vedi anche: “Onde”, di Mazzoldi, Nigro, Voci.)

X.1 Forma matematica delle onde elastiche. X.2 Onde sinusoidali. X.4 Onde traseversali elastiche. X.5 Aspetti energetici della propagazione ondosa. X.6 Fenomeni di interferenza. X.7 Onde stazionarie. X.9 Effetto Doppler.

TERMODINAMICA

(I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica” di  P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES, tranne dove diversamente specificato)

-1 PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

12.1 Sistemi e stati termodinamici.  12.2 Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico.  12.3 Definizione di temperatura. Termometri.  12.4 Sistemi adiabatici. 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna. 12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. 12.7 Calorimetria. 12.8 Processi isotermi. Cambiamenti di fase. 

 -2 GAS IDEALI E GAS REALI

 13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. 13.3 Trasformazioni di un gas. Lavoro. 13.4 Calore. Calori specifici. 13.5 Energia interna del gas ideale. 13.6 Studio di alcune trasformazioni. 13.7 Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot. 

-3  SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

14.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica. 14.2 Reversibilità e irreversibilità.  14.3 Teorema di Carnot.  14.5 Teorema di Clausius. 14.6 La funzione di stato entropia. 14.7 Il principio di aumento dell’entropia.  14.8 Calcoli di variazioni di entropia. 14.9 Entropia del gas ideale. 14.11 Conclusioni termodinamiche sull’entropia. 14.12 Cenni sul terzo principio della dinamica.