Fisica Generale I 2021/2022

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I 9 CFU A.A. 2021/2022

Docente: D. Di Castro -ELEMENTI DI CALCOLO VETTORIALE: Grandezze scalari e grandezze vettoriali; Prime proprietà dei vettori; Prodotti tra vettori; Derivata di un vettore e di un versore. MECCANICA -1 CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE: Moto rettilineo Moto rettilineo; Velocità nel moto rettilineo; Accelerazione nel moto rettilineo; Moto verticale di un corpo. Moto armonico semplice; Moto rettilineo smorzato esponenzialmente; Velocità e accelerazione in funzione della posizione; -2 CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE: Moto nel piano Posizione e velocità; Accelerazione; Moto circolare; Moto parabolico dei corpi; Moto nello spazio;

-3 DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: le leggi di Newton Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza; Leggi di Newton; Quantità di moto. Impulso; Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari; Classificazione delle forze; Azione dinamica delle forze. Forza peso. Forza di attrito radente. Piano inclinato. Forza elastica. Forza di attrito viscoso. Forze centripete; Pendolo semplice. Tensione dei fili

-4 DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Lavoro, Energia, momenti Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Forze conservative. Funzione Potenziale. Energia potenziale. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica. Lavoro di una forza di attrito radente. Conservazione dell’energia meccanica. Momento angolare. Momento della forza.

-5 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.

-6 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. Il teorema dell’energia cinetica. Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi.

-7 CORPI RIGIDI Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. Corpo continuo. Densità. 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. Momento dell’impulso. Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. Equilibrio statico di un corpo rigido.

-8 FENOMENI D’URTO Urti tra due punti materiali. Urto completamente anelastico. Urto elastico. Urto anelastico. Urto tra punti materiali e corpi rigidi e tra corpi rigidi.

TERMODINAMICA -1 PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Sistemi e stati termodinamici. Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico. Definizione di temperatura. Termometri e scale termometriche. Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. Calorimetria. Processi isotermi. Cambiamenti di fase. Sorgenti.

-2 GAS IDEALI Leggi dei gas ed Equazione di stato dei gas ideali. Trasformazioni di un gas e Lavoro. Calore e Calori specifici. Energia interna del gas ideale. Relazione di Meyer. Studio di alcune trasformazioni. Trasformazioni cicliche e Ciclo di Carnot.

-3 SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Enunciati del secondo principio della termodinamica. Reversibilità e irreversibilità. Teorema di Carnot. Teorema di Clausius. La funzione di stato entropia. Il principio di aumento dell’entropia. Calcoli di variazioni di entropia. Entropia del gas ideale. Cenni sul terzo principio della dinamica.

GRAVITAZIONE Forze centrali; La Forza Gravitazionale. Campo Gravitazionale; Energia Potenziale Gravitazionale; Moto di un corpo sottoposto alla forza gravitazionale.

ONDE MECCANICHE Definizione di onda meccanica. Fronte d’onda. Forma matematica delle onde elastiche. Onde elastiche trasversali e longitudinali. Equazione delle onde e sue soluzioni. Onde sinusoidali. Principio di sovrapposizione. Fenomeni di interferenza. Effetto Doppler