Fisica Generale 2016/2017

 CORSO DI FISICA GENERALE I A.A. 2016/2017

 Prof. A.Tebano

Obiettividel Corso sono l’apprendimento degli elementi di base della meccanica e della termodinamica, e l’acquisizione del metodo della fisica sperimentale attraverso una esemplare trattazione di alcuni argomenti.

PROGRAMMA

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

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, che non vanno studiati ma considerati come esercizi risolti. 

CINEMATICA del punto materiale

1.1 Introduzione. 2.1 Moto nel piano. Posizione e velocità (in “Componenti polari della velocità” solo eq. 2.4).

2.2 Accelerazione nel moto piano (in “Componenti cartesiane dell’accelerazione” solo il primo e l’ultimo paragrafo).

2.5 Moto nello spazio.

2.7 Alcune osservazioni sulla cinematica del punto. 

1.2 Moto rettilineo.

1.3 Velocità nel moto rettilineo.

1.4 Accelerazione nel moto rettilineo.

 1.5 Moto verticale di un corpo. 2.4 Moto parabolico dei corpi.

 1.6 Moto armonico semplice.

 2.3 Moto circolare (fino eq. 2.13 ma compresa “Notazione vettoriale” tranne  eq. 2.18). 

 Dinamica del punto materiale

 3.1Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza.  3.2 Leggi di Newton.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.

3.11 Forza di attrito viscoso. 1.7 Moto rettilineo smorzato esponenzialmente.

3.12 Forze centripete. 3.14 Tensione dei fili.  3.10 Forza elastica. 10.1 Richiamo delle proprietà già viste.

10.5 Somma di moti armonici su assi ortogonali (lettura). 10.6 Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa (lettura).

 10.7 Oscillatore armonico forzato (lettura).

3.13 Pendolo semplice. 4.7 Momento angolare. Momento della forza. (esclusa eq. 4.17). 

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).

Lavoro ed energia per il punto materiale

 3.3 Quantità di moto. Impulso.

4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica. (esclusa eq. 4.1).

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. Energia potenziale.

 4.6 Conservazione dell’energia meccanica. 10.3 Energia dell’oscillatore armonico. 4.7 Momento angolare. Momento della forza. (eq. 4.17).

4.8 Alcune osservazioni sulla dinamica del punto.

11.1 Forze centrali.  11.2 La forza gravitazionale.  11.5 Energia potenziale gravitazionale. (escluso “Energia potenziale di una massa sferica”). 11.4 Campo gravitazionale.

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. 7.2 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. 6.3 Conservazione della quantità di moto. 8.1 Urti tra due punti materiali. 8.2 Urto completamente anelastico. 8.3 Urto elastico. 8.4 Urto anelastico. 6.4 Teorema del momento angolare 6.5 Conservazione del momento angolare. 6.7 Teoremi di Koenig. 6.10 Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi. 6.6 Sistema di riferimento del centro di massa.      

 CORPI RIGIDI

 7.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. 7.11 Equilibrio statico di un corpo rigido. 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. 7.8 Moto di puro rotolamento. 7.9 Impulso angolare. Momento dell’impulso. 7.10 Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. 7.13 Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi.

 FENOMENI ONDULATORI

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

 11.1 Introduzione. 11.2 Equazione differenziale delle onde. 11.12 Intensità delle onde sonore. 11.3 Sovrapposizione di onde. 11.4 Interferenza. 11.5 Onde stazionarie. 11.6 Battimenti e velocità di gruppo.  11.9 Onde stazionarie su corda vibrante. 11.19 Effetto Doppler. 11.18 Diffrazione. 11.16 Legge della riflessione. 11.17. Rifrazione.

TERMOMETRIA E CALORIMETRIA

 12.1 Sistemi e stati termodinamici.  12.2 Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico.  12.3 Definizione di temperatura. Termometri.  13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. (solo “Legge isobara di Volta-Gay Lussac” e  “Legge isocora di Volta-Gay Lussac”). 13.2 Termometro a gas ideale a volume costante. 12.7 Calorimetria.12.8 Processi isotermi. Cambiamenti di fase. 12.4 Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. 12.9 Trasmissione del calore.

Primo principio della termodinamica

 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna. 12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. 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.

 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. 14.11 Conclusioni termodinamiche sull’entropia.

TESTI ADOTTATI

1)     “Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica” di  P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES.

2)     “Fisica Generale - Meccanica e Termodinamica” di  S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, Ed. Ambrosiana.

VALUTAZIONE

Esame è composto da: prova scritta finale e prova orale finale