Fisica Generale I 2014/2015

Università di Roma Tor Vergata Facoltà di Ingegneria

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I

A.A. 2014/2015

Prof. E. Milani

I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Fisica Generale - Meccanica e Termodinamica” II edizione di  S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa,  Ed. Ambrosiana.

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

Si consiglia la lettura del Capitolo 1 (1.1-1.9, 1.18).

Si consiglia inoltre di leggere attentamente gli esempi proposti sul libro ad ogni paragrafo, che non vanno studiati ma considerati come esercizi risolti.

CALCOLO VETTOriale

2.1 Grandezze scalari e grandezze vettoriali. 2.2 Notazioni e definizioni vettoriali. 2.3 Somma e differenza di vettori.

2.4 Prodotto di uno scalare per un vettore. 2.5  Versori. 2.6 Scomposizione di  vettori. 2.7 Prodotto scalare. 2.8 Prodotto vettoriale. 2.9 Rappresentazione cartesiana ortogonale. 2.10 Equivalenza tra le rappresentazioni vettoriali. 2.11 Espressioni cartesiane delle operazioni tra vettori. 2.12 Derivazione di vettori. 2.13

derivate di versori e di vettori. 2.18 Prodotti tripli.

CINEMATica del punto materiale

3.1 Introduzione. 3.3 Lo schema del punto materiale. 2.15 Vettore posizione e sistemi di coordinate.

3.4 Equazione vettoriale del moto: traiettoria e legge oraria. 3.5  Introduzione al concetto di velocità. 3.6 Il vettore velocità. 3.8 Rappresentazione cartesiana della velocità. 3.9 Accelerazione. 3.16 Il problema inverso della cinematica. 3.12 Moti rettilinei. 3.14 Moto oscillatorio armonico. 3.17

Moto con accelerazione costante: i gravi. 3.7 Rappresentazione intrinseca della velocità. 3.10 Espressione intrinseca dell’accelerazione. 3.

13 Moti circolari (escluso 3.13.6).

Dinamica del punto materiale

4.1 Introduzione 4.2 Interazioni e ambiente 4.3Forze.4.4 Definizione operativa delle forze. 4.6 Introduzione ai principi della dinamica. 4.7 Primoprincipio della dinamica. 4.8 Secondoprincipio della dinamica. 4.9 Massa inerziale. 4.10 Principio di azione e reazione. 5.1 Introduzione 4.5 Reazioni vincolari. 5.6 Attrito radente.  5.5 Forze che dipendono dalla velocità. 5.2 Forze costanti. 5.7 Dinamica dei moti circolari. 5.3 Forze elastiche e legge di Hooke. 5.10 Oscillazioni smorzate (cenni). 5.11 Oscillazioni forzate e risonanza. 5.4 Il pendolo semplice. 4.12  Momento angolare.

MOTI RELATIVI

3.18 Cinematica dei moti relativi: introduzione. 3.24 Velocità e accelerazione nei moti relativi. 3.19 Leggi di trasformazione di velocità e accelerazione. 3.20 Moto relativo di traslazione rettilinea. 3.21 Trasformazioni di Galileo. 3.22 Moto relativo di rotazione. 3.23 Moto relativo di rototraslazione. 5.8 Dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali. 5.9 Sistema di riferimento terrestre

Lavoro ed energia per il punto materiale

6

.1 Introduzione. 4.11 Quantità di moto e impulso. 6.2 Lavoro di una forza. 6.3 Energia cinetica - teorema delle forze vive. 6.10 Potenza. 6.

4 Campi di forze conservative. 6.5 Alcuni campi conservativi. 6.6 Forze non conservative. 6.7 Conservazione dell’energia meccanica (escluso 6.7.1).  6.8 Trasformismo dell’energia (escluso 6.8.2).   6.9 Macchine semplici. 6.12 Energia potenziale e stabilità dell’equilibrio.

4.18.1 Interazione gravitazionale. 4.18.2 Interazione elettrodebole. 4.19 Campi di forze. 9.1 Introduzione. 9.4 Leggi di Newton e leggi di Keplero

DINAMica dei sistemi

7.1 Introduzione. 7.2 Centro di massa. 7.3 Quantità di moto e moto del centro di massa (compreso Esempio 7-7). 7.4 Momento angolare di un sistema. 7.5 Equazioni cardinali. 7.6 Sistemi isolati e terzo principio della dinamica. 7.7 Sistemi di forze parallele e baricentro. 7.8 Moto rispetto al centro di massa e teoremi di Koenig. 7.12 Fenomeni d’urto. 7.13 Urti unidimensionali.    

CORPI RIGIDI

8.1 Introduzione. 8.10 Statica dei corpi rigidi. 8.2 Cinematica dei sistemi rigidi. 8.3 Momenti di inerzia. 8.4 Dinamica dei sistemi rigidi con asse fisso (tranne 8.4.2). 8.5 Conservazione del momento angolare assiale. 8.6 Energia cinetica di un sistema rigido. 8.11 Fenomeni elastici (cenni).

FENOMENI ONDULATORI

11.1 Introduzione. 11.2 Equazione di D’Alembert (tranne 11.2.1 e 11.2.2). 11.6 Onde longitudinali in una sbarra solida. 11.3 Onde piane armoniche (o monocromatiche) (tranne 11.3.2). 11.4 Battimenti e velocità di gruppo. X Intensità delle onde sonore (non presente sul testo). 11.11 Onde stazionarie su una corda (tranne 11.11.3 e 11.11.4).  11.13 Effetto Doppler. X Diffrazione (non presente sul testo). X Leggi della riflessione e rifrazione (non presenti sul testo).

ELEMENTI DI MECCANICA DEI FLUIDI

10.1 Introduzione. 10.3 Pressione. 10.4 Equazione della statica. 10.6 Legge di Archimede. 10.7 Dinamica dei fluidi. 10.8 Equazione di continuità. 10.9 Teorema di Bernoulli.

TermOMETRIA E CALORIMETRIA

12.1 Introduzione. 12.2 Coordinate termodinamiche. 12.3 Pareti adiabatiche e diatermiche: equilibrio termico. 12.4 Principio zero e temperatura. 12.5 Temperatura del termometro a gas perfetto. 13.5 Capacità termica. 13.4 Trasmissione del calore. 12.7 Trasformazioni termodinamiche. 12.8 Termostati (serbatoi, sorgenti). 12.10 Lavoro termodinamico (tranne 12.10.1).

Primo principio della termodinamica

13.10 Esperimento di Joule. 13.1 Energia e sistemi termodinamici. 13.2 Lavoro adiabatico ed energia interna. 13.3 Primo principio e calore. 12.9 Equazione di stato dei gas (tranne 12.9.2). 12.10.1 Lavoro dei gas ideali. 13.6 Proprietà dei gas ideali.

Secondo principio della termodinamica

14.1 Introduzione. 14.2 Come ottenere lavoro da un serbatoio di calore. 14.3 Enunciato di Kelvin-Planck: macchine termiche. 14.4 Enunciato di Clausius: macchine frigorifere. 14.5 Equivalenza dei due enunciati. 14.6 Macchine reversibili e ciclo di Carnot. 14.7 Teorema di Carnot. 14.8 Macchina reversibile a gas perfetto. 14.10 Prestazioni delle macchine termiche e di quelle frigorifere. 14.11 Teorema di Clausius. 14.12 La funzione di stato entropia. 14.13 Entropia e trasformazioni nei sistemi isolati. 14.14 Secondo principio della termodinamica e aumento dell’entropia dell’universo. 14.15 Entropia e rendimento delle macchine termiche. 14.17 Entropia dei sistemi idrostatici e piano [S,T] 14.19 Entropia e probabilità. 14.18 Energie libere.

TEORIA CINETICA DEI GAS

12.11 Metodo statistico. 13.7 Aspetti microscopici.