FISICA GENERALE
Anno accademico e docente
Non hai trovato la Scheda dell'insegnamento riferita a un anno accademico precedente?
Ecco come fare >>
- English course description
- Anno accademico
- 2013/2014
- Docente
- PAOLO LENISA
- Crediti formativi
- 12
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- FIS/01
Obiettivi formativi
- Il corso si propone di fornire una formazione di base di meccanica e termodinamica. In particolare dopo aver riveduti gli strumenti dell'analisi vettoriale, il corso avra' l'obiettivo di introdurre la cinematica e dinamica del punto materiale; fare acquisire i concetti legati alla dinamica del corpo rigido; affrontare i primi elementi di statica di strutture isostatche; introdurre i concetti di sistema termodinanimico; di temperature calore e scambio energetico tra sistema ed ambiente ed il primo principio della termodinamica; introdurre il secondo principio della termodinamica ed il concetto di entropia.
Prerequisiti
- Conoscenze di analisi matematica, geometria, calcolo differenziale e vettoriale.
Contenuti del corso
- Sezione 0: Concetti introduttivi
- Unità di misura
- Cifre significative
Sezione 1 : Elementi di calcolo vettoriale
- Grandezze scalari e grandezze vettoriali
- Vettori liberi e vettori applicati
- Operazioni sui vettori; prodotto scalare e prodotto vettoriale
- Sistemi equivalenti di vettori applicati
- Vettori applicati paralleli; centro
Sezione 2: Cinematica del punto
- Definizione delle grandezze cinematiche; unità di misura
- Grafici spazio spazio-tempo, velocità-tempo, accelerazione tempo e relazioni.
- Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato
- Moti in due dimensioni:
- Moto dei gravi
- Moto circolare uniforme
- Moto armonico semplice
Sezione 3: Dinamica del punto
- Il problema del moto. Concetto di forza. Natura vettoriale delle forze.
- I principi della dinamica:
- Primo principio (Principio d'Inerzia)
- Secondo principio (Legge delle Accelerazioni)
- Terzo principio (Legge di Azione e Reazione)
- Esempi di forze: Gravitazionale, elastica, di attrito.
- L'oscillatore armonico: pendolo e sistema massa-molla.
- Oscillatore armonico smorzato e forzato. Risonanza
- Diagramma di corpo libero e scomposizione delle forze. Reazioni vincolari.
- Lavoro. Energia potenziale. Energia cinetica. Potenza
- Forze conservative. Conservazione dell'energia meccanica.
- Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Urti.
- Momento angolare. Conservazione del momento angolare.
Sezione 4: Moto di rotazione per un punto materiale
- Le variabili angolari.
- Moto rotatorio di un punto materiale: momento angolare, momento meccanico, momento di inerzia, energia cinetica di rotazione.
- La seconda equazione di Newton per il moto rotatorio.
Sezione 5: Dinamica dei sistemi di punti
- Sistemi di particelle; centro di massa. Moto del centro di massa
- Forze interne ed esterne. Prima legge cardinale della Dinamica dei sistemi di punti.
- Momento delle forze interne ed esterne. Seconda legge cardinale della Dinamica dei sistemi di punti.
Sezione 6: Dinamica del corpo rigido
- Definizione e collocazione del centro di massa.
- Definizione e calcolo del momento di inerzia di un corpo rigido. Teoremi degli assi paralleli (o di Steiner) e ortogonali del momento di inerzia.
- Energia cinetica rotazionale e il teorema di Koenig per l'energia cinetica.
- Momento angolare di un corpo rigido.
- Definizione di assi di rotazione principali e momenti principali di inerzia.
- Moto del corpo rigido con particolare riferimento alla rotazione piana.
- Lavoro, energia e potenza nel moto rotatorio di un corpo rigido.
- Conservazione del momento angolare e applicazioni: il giroscopio.
- Attrito volvente e rotolamento.
- Moto oscillatorio di un corpo rigido: il pendolo fisico e il pendolo composto. Moto armonico smorzato e forzato.
Sezione 7: Statica del corpo rigido
- Equilibrio statico di un corpo rigido. Vincoli e reazioni vincolari per casi in due dimensioni.
Sezione 8: Sforzi e deformazioni
- Cenni sui sistemi deformabili, elasticità e sforzi di trazione e di taglio. Il modulo di Young.
Sezione 9: Temperatura calore e primo principio della termodinamica
- Sistemi e stati termodinamici
- Concetto di temperatura e sua misura. Scale termometriche.
- Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore.
- Primo principio della termodinamica ed energia interna.
- Trasformazioni termodinamiche: lavoro e calore.
- Calorimetria. Assorbimento di calore da parte di solidi e liquidi: calore specifico, calore latente
- Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali.
- Trasformazioni di un gas
- Energia interna di un gas ideale
Sezione 10: Secondo principio della termodinamica ed entropia
- Enunciati del secondo principio della termodinamica
- Reversibilità ed irreversibilità. Teorema di Carnot.
- Entropia
- Macchina di Carnot
- Pompe di calore e frigoriferi
- Calcoli di variazione di entropia
D Metodi didattici
- Il corso consistera' in lezioni teoriche ed esercizi dedicati all'approfondimento ed applicazione degli argomenti esposti.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Saranno effettuate prove di verifica al termine di ogni ciclo di lezioni. Il superamento di tutte prove di verifica consentira' il superamento diretto dell'esame.
Testi di riferimento
- Serwey PRINCIPI DI FISICA Vol. 1 Ed. EDISES Halliday -Resnik FISICA I Vol. 1 Ed. Ambrosiana
