Fisica 1 2017/2018

Obiettivi del corso Il corso si pone come obiettivo la comprensione da parte dello studente del metodo scientifico, attraverso una descrizione dei principi e delle leggi fisiche della meccanica newtoniana e della Termodinamica dei processi all'equilibrio. In particolare il corso, attraverso una conoscenza approfondita delle leggi della meccanica e della termodinamica classica, intende fornire allo studente gli strumenti necessari per applicare tali leggi fisiche alla risoluzione di problemi di semplice e media complessità. Programma

Metodo scientifico e sviluppo della fisica. Fisica sperimentale e concetto di misura. Sistema internazionale (SI). Grandezze scalari e vettoriali. Le caratteristiche dello spazio-tempo e descrizione qualitativa del movimento. Sistemi di riferimento. Punto materiale. Cinematica del punto materiale. Spostamento, velocità, accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto nel piano. Posizione e velocità. Moto parabolico: moto del proiettile. Moto circolare uniforme. La velocità angolare come vettore. Accelerazione per un moto curvilineo qualunque. Moto armonico semplice. Dinamica del punto materiale: principi della dinamica. Forze, composizione delle forze, forza risultante. Azione dinamiche delle forze. Forza peso, forza elastica. Tensioni. Reazioni vincolari. Forza di attrito: statico e dinamico. Forze centripete. Piano inclinato. Forze di attrito viscoso. Dinamica del moto circolare uniforme. Pendolo semplice. Forza elastica e moto armonico in una dimensione. Leggi di Keplero e Gravitazione universale. Concetto di campo gravitazionale. Energia del campo gravitazionale. Calcolo dell’accelerazione di gravità. Velocità di fuga. Quantità di moto. Impulso. III principio della dinamica. Moti relativi. Relatività galileiana. Sistemi di riferimento inerziali. Forze apparenti. La forza di Coriolis. Moti relativi: sistemi di riferimento non inerziali e pseudo forze. Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. La conservazione dell'energia meccanica totale. Dinamica dei sistemi: sistema discreto di punti materiali. Forze centrali. Forze interne e forze esterne. Centro di massa. Teoremi di König. Equazioni cardinali per sistemi discreti. Corpi rigido. Densità e posizione del centro di massa. Equilibrio per un corpo rigido. Assi di simmetria. Moto di traslazione e rotazione in un corpo rigido. Corpi rigidi dinamica del moto di rotazione e momento angolare. Momento d’inerzia: Teorema di Huyghens-Steiner. Energia cinetica e lavoro per un moto roto-traslazionale. Pendolo di torsione e pendolo composto. Moto di rotazione con asse variabile: condizioni di puro rotolamento. Attrito volvente. Urti elastici, anelastici e completamente anelastici tra punti materiali e tra punti materiali e corpi rigidi. Fluidi: definizione. Forze di volume e di superficie. Forze di superficie: pressione e sforzo di taglio. Viscosità. Definizione di fluido ideale. Statica dei fluidi. Legge di Stevino. Esperimento di Torricelli: misura della pressione atmosferica. Principio di Pascal. Legge di Archimede. Condizioni di galleggiamento. Elementi di fluidodinamica. Moto stazionario ed irrotazionale. Definizione di: linee di corrente e tubo di flusso per un fluido in moto stazionario. Legge di Leonardo. Teorema di Bernoulli. Legge di Venturi. Spinta aerodinamica. Venturimetro, Tubo di Pitot. Teorema di Torricelli. Fluidi reali: effetto della viscosità. Moto laminare. Esperimento di Reynolds. Legge di Hagen-Poiseuille. Caratteristiche del moto in regime turbolento. Moti dei corpi nei fluidi. Paradosso di D’Alembert. Tensione superficiale. Termodinamica: introduzione alla termodinamica. Definizione di sistema termodinamico. Variabili termodinamiche. Equilibrio termodinamico. Descrizione macroscopica e microscopica (termodinamica statistica) dei processi termodinamici. Definizione di temperatura. Scale di temperatura: Celsius e Farenheit. Definizione di temperatura assoluta. Grado kelvin. Definizione di Calore. Piano (p,V). Calore e lavoro. Lavoro di una trasformazione termodinamica e suo significato fisico nel piano (p,V). stato dei gas perfetti. Primo principio della termodinamica. Teoria cinetica dei gas calcolo della pressione e temperatura, velocità media. Principio di equipartizione dell’energia. Gas ideali: energia cinetica media, energia interna. Significato cinetico di temperatura. Primo principio della termodinamica. Equivalente meccanico del calore (esperimento di Joule). Definizione di energia interna come funzione di stato. Gas perfetti.  

Pagina web dove è possibile accedere ad informazioni aggiuntive sul corso e sul Docente: http://people.roma2.infn.it/~scarsel/DidatticaFISGEN.htm

Testi adottati Elementi di Fisica (volume 1): Nigro, Voci, Mazzoldi, casa editrice Edises

Valutazione Prova scritta X Prova orale X Valutazione in itinere : 3 test intermedi scritti facoltativi