Fisica Generale I 2019/2020

Università di Roma Tor Vergata Facoltà d'Ingegneria

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I

A.A. 2019/2020

Prof. Marco Marinelli

I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Elementi di Fisica – Meccanica Termodinamica” P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES 2013 e “Elementi di Fisica – Onde” P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES 2011

Si consiglia fortemente la lettura delle Appendici B e C del volume di Meccanica e Termodinamica.

CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE

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. 1.8 Velocità ed accelerazione in funzione della posizione. 1.8 Moto relativo rettilineo. 2.1 Moto nel piano. Posizione e velocità. 2.2 Accelerazione nel moto piano. 2.3 Moto circolare. 2.4 Moto parabolico dei corpi. 2.5 Moto nello spazio. 2.6 Moto relativo nel piano. 2.7 Alcune osservazioni sulla cinematica del punto.

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE 

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.

LAVORO ED ENERGIA PER IL PUNTO MATERIALE

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. Energia potenziale. 4.6 Conservazione dell’energia meccanica. 4.7 Momento angolare. Momento della forza.

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.

DINAMICA DEI SISTEMI 

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 Teorema dell’energia cinetica.

DINAMICA DEL CORPO RIGIDO

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. 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 del corpo rigido.

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 Urti tra punti materiali e corpi rigidi o tra corpi rigidi.

PROPRIETA’ MECCANICHE DEI FLUIDI

9.1 Generalità sui fluidi. Pressione. 9.2 Equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso. 9.3 Principio di Archimede. 9.4 Attrito interno. Viscosità. Fluido ideale. 9.5 Moto di un fluido. Regime stazionario. Portata. 9.6 Teorema di Bernoulli. 9.7 Applicazioni del teorema di Bernoulli.

OSCILLAZIONI

10.1 Richiamo delle proprietà già viste. 10.2 Proprietà dell’equazione differenziale dell’oscillatore armonico. 10.3 Energia dell’oscillatore armonico. 10.6 Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa. 10.7 Oscillatore armonico forzato. 10.9 Oscillazioni e onde.

GRAVITAZIONE

11.1 Forze centrali.  11.2 La forza gravitazionale. 11.3 Massa inerziale e massa gravitazionale. 11.4 Concetto di campo. Campo gravitazionale. 11.5 Energia potenziale gravitazionale.

ONDE MECCANICHE

16.1 Fenomeni ondulatori. 16.2 Onde piane armoniche. 16.3 Onde in una corda tesa. 16.4 Propagazione dell'energia in una corda tesa. 16.5 Onde sonore. 16.6 Onde sonore armoniche. 16.7 Effetto Doppler. 16.8 Interferenza di onde sonore armoniche. 16.9 Onde stazionarie in una corda tesa. 16.11 Battimenti.

TERMOMETRIA E CALORIMETRIA

12.1 Sistemi e stati termodinamici.  12.2 Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico. 12.3 Definizione di temperatura. Termometri.  12.7 Calorimetria. 12.8 Processi isotermi. Cambiamenti di fase. 12.9 Trasmissione del calore.

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 

12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. 12.11 Conclusioni riassuntive. 13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. 13.3 Trasformazioni di un gas. Lavoro. 13.4 Calore. Calori specifici. 12.4 Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna.  13.5 Energia interna del gas ideale. 13.6 Studio di alcune trasformazioni. 13.7 Trasformazioni cicliche.

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

14.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica. 14.2 Reversibilità e irreversibilità.  14.3 Teorema di Carnot. 14.4 Temperatura termodinamica assoluta. 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. 14.10 Energia inutilizzabile. 14.11 Conclusioni termodinamiche sull’entropia.

  Il titolare del corso

Prof. Marco Marinelli