Fisica Generale I 2020/2021

Università di Roma Tor Vergata Facoltà d'Ingegneria

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I

A.A. 2020/2021

Prof. Marco Marinelli

Libro di testo: “Elementi di Fisica – Meccanica Termodinamica” P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES, Terza edizione

Si consiglia fortemente la lettura delle Appendici A, B e C del volume del libro di testo.

CINEMATICA DEL PUNTO

Moto rettilineo

Velocità nel moto rettilineo

Accelerazione nel moto rettilineo

Moto verticale di un corpo

Moto armonico semplice

Moto rettilineo smorzato esponenzialmente

Velocità ed accelerazione in funzione della posizione

Moto relativo rettilineo

Moto nel piano: posizione e velocità

Accelerazione nel moto piano

Moto circolare

Moto parabolico dei corpi

Moto nello spazio

Moto relativo nel piano

DINAMICA DEL PUNTO: LE LEGGI DI NEWTON 

Principio d’inerzia

Introduzione al concetto di forza

Leggi di Newton

Quantità di moto e impulso

Risultante delle forze

Equilibrio

Reazioni vincolari

Classificazione delle forze

Azione dinamica delle forze

Forza peso

Forza di attrito radente

Piano inclinato

Forza elastica

Proprietà dell’equazione differenziale dell’oscillatore armonico

Energia dell’oscillatore armonico

Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa

Oscillatore armonico forzato

Pendolo semplice

Forza di attrito viscoso

Forze centripete

Tensione dei fili

MOTI RELATIVI

Sistemi di riferimento

Velocità e accelerazione relative

Sistemi di riferimento inerziali

Relatività galileiana

Moto di trascinamento traslatorio rettilineo

Moto di trascinamento rotatorio uniforme

DINAMICA DEL PUNTO: LAVORO, ENERGIA, MOMENTI

Lavoro e potenza

Energia cinetica

Lavoro della forza peso

Lavoro di una forza elastica

Lavoro di una forza di attrito radente

Forze conservative ed energia potenziale

Conservazione dell’energia meccanica

Momento di una forza

Momento angolare

DINAMICA DEI SISTEMI  DI PUNTI MATERIALI

Sistemi di punti

Forze interne e forze esterne

Centro di massa di un sistema di punti

Teorema del moto del centro di massa

Conservazione della quantità di moto

Teorema del momento angolare

Conservazione del momento angolare

Sistema di riferimento del centro di massa

Teoremi di Koenig

Teorema dell’energia cinetica

DINAMICA DEL CORPO RIGIDO

Definizione di corpo rigido

Posizione del centro di massa

Moto di un corpo rigido

Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale

Momento d’inerzia

Teorema di Huygens-Steiner

Pendolo composto

Moto di puro rotolamento

Impulso angolare e momento dell’impulso

Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido

Equilibrio statico del corpo rigido

FENOMENI D’URTO

Urti tra due punti materiali

Urto completamente anelastico

Urto elastico

Urto anelastico

Urti tra punti materiali e corpi rigidi o tra corpi rigidi

GRAVITAZIONE

Forze centrali

La forza gravitazionale

Massa inerziale e massa gravitazionale

Concetto di campo

Campo gravitazionale

Energia potenziale gravitazionale

ONDE MECCANICHE

Fenomeni ondulatori

Onde piane armoniche

Onde in una corda tesa

Propagazione dell'energia in una corda tesa

Onde sonore

Onde sonore armoniche

Effetto Doppler

Interferenza di onde sonore armoniche

Onde stazionarie in una corda tesa

Battimenti

PROPRIETA’ MECCANICHE DEI FLUIDI

Generalità sui fluidi

Pressione

Equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso

Principio di Archimede

Viscosità

Fluido ideale

Moto di un fluido

Regime stazionario

Portata

Teorema di Bernoulli

Applicazioni del teorema di Bernoulli

SISTEMI TERMODINAMICI

Sistemi e stati termodinamici

Equilibrio termodinamico

Principio dell’equilibrio termico

Definizione di temperatura

Termometri

Calorimetria

Processi isotermi

Cambiamenti di fase

Trasmissione del calore

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 

Trasformazioni termodinamiche

Lavoro e calore

Leggi dei gas

Equazione di stato dei gas ideali

Trasformazioni di un gas

Lavoro

Calore e calore specifico

Sistemi adiabatici

Esperimenti di Joule

Calore

Primo principio della termodinamica

Energia interna

Energia interna del gas ideale

Studio di alcune trasformazioni

Trasformazioni cicliche

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

Enunciati del secondo principio della termodinamica

Reversibilità e irreversibilità

Teorema di Carnot

Temperatura termodinamica assoluta

Teorema di Clausius

La funzione di stato entropia

Il principio di aumento dell’entropia

Calcoli di variazioni di entropia

Entropia del gas ideale

Energia inutilizzabile

Il titolare del corso

Prof. Marco Marinelli