Fisica Generale I 2020/2021

PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I (9 CFU) (A.A. 2020/2021) Prof. A. Ermini

[Sistemi di coordinate. Operazioni con i vettori. Campi scalari e vettoriali e loro rappresentazione. Operatori gradiente, divergenza e rotore e loro significato fisico.]

CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE 1.1 Introduzione. 1.2 Variabili cinematiche. 1.3 Moto rettilineo. 1.4 Moto verticale di un corpo. 1.5 Moto armonico semplice. 1.6 Velocità e accelerazione in funzione della posizione. 1.7 Moti su traiettoria curvilinea. Accelerazione tangenziale e normale. 1.8 Moto circolare. Moto parabolico dei corpi. 1.10 Alcune osservazioni sulla cinematica del punto.

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE 2.1 Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza. 2.2 Leggi di Newton. 2.3 Classificazione delle forze. 2.4 Quantità di moto. Impulso. 2.5 Risultante delle forze. Equilibrio statico. 2.6 Azione dinamica delle forze. Equilibrio dinamico. 2.7 Forza peso. 2.8 Reazione vincolare. 2.9 Forza di attrito radente. 2.10 Piano inclinato. 2.11 Forza di attrito viscoso. 2.12 Tensione dei fili. 2.13 Forza elastica. Oscillatore armonico semplice. 2.14 Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa (cenni). 2.15 Oscillatore armonico forzato (cenni). 2.16 Pendolo semplice.

MOTI RELATIVI 3.1 Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative. 3.2 Sistemi di riferimento inerziali. Relatività galileiana. 3.3 Sistemi di riferimento non inerziali. Forze apparenti. 3.4 Moto di trascinamento traslatorio rettilineo uniforme. 3.5 Moto di trascinamento traslatorio rettilineo accelerato. 3.6 Moto di trascinamento rotatorio uniforme. 3.7 Alcuni commenti (lettura).

LAVORO ED ENERGIA PER IL PUNTO MATERIALE 4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica. 4.2 Forze conservative. 4.3 Energia potenziale. [La forza come gradiente dell’energia potenziale. Energia potenziale e stabilità dell’equilibrio]. 4.4 Conservazione dell’energia meccanica. 4.5 Momento angolare. Momento della forza. 4.6 Alcune osservazioni sulla dinamica del punto. 8.1 Forze centrali. 8.2 La forza gravitazionale. (escluso “Esperimento di Cavendish”) 8.3 Massa inerziale e massa gravitazionale. 8.4 Campo gravitazionale. 8.5 Energia potenziale gravitazionale. N.B. La parte sul campo gravitazionale sarà solo materia di orale.

DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI 5.1 Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne. 5.2 Centro di massa di un sistema di punti. Teorema del moto del centro di massa. 5.3 Conservazione della quantità di moto. 5.4 Teorema del momento angolare 5.5 Conservazione del momento angolare. 5.6 Sistema di riferimento del centro di massa. 5.7 Teoremi di Koenig. 5.8 Il teorema dell’energia cinetica. 5.9 Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi. 7.1 Urti tra due punti materiali. 7.2 Urto elastico. 7.3 Urto completamente anelastico. 7.4 Urto anelastico.

CORPI RIGIDI 6.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. 6.2 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. 6.3 Moto di un corpo rigido. 6.4 Equilibrio statico di un corpo rigido. 6.5 Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale. (Cenni a “Non parallelismo tra L e omega, precessione del momento angolare”). 6.6 Momento d’inerzia. 6.7 Teorema di Huygens-Steiner. 6.8 Moto di puro rotolamento. 6.9 Pendolo composto.. 6.10 Impulso angolare. Momento dell’impulso. 6.11 Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. 7.5 Urti tra corpi rigidi o tra punti materiali e corpi rigidi.

TERMODINAMICA.

SISTEMI TERMODINAMICI. 11.1 Introduzione. 11.2 Equilibrio termodinamico. 11.3 Definizione di temperatura. Termometri. 11.5 Calorimetria. 11.6 Processi isotermi. Cambiamenti di fase. 11.7 Trasmissione del calore. 11.8 Dilatazione termica di solidi e liquidi. 11.9 Trasformazioni termodinamiche. 11.10 Lavoro termodinamico. 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna. Lavoro e calore. 12.7

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 12.1 Esperimenti di Joule. 12.2 Primo principio della termodinamica. Energia interna. 12.3 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. 12.4 Calori specifici dei gas ideali. 12.5 Energia interna del gas ideale. 12.6 Studio di alcune trasformazioni del gas ideale. 12.7 Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot.

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 13.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica. 13.2 Reversibilità e irreversibilità. 13.3 Teorema di Carnot. 13.4 Teorema di Clausius. 13.5 La funzione di stato entropia. 13.6 Il principio di aumento dell’entropia. 13.7 Calcoli di variazioni di entropia. 13.8 Entropia del gas ideale. 13.9 Entropia e probabilità.

ONDE MECCANICHE. (solo materia di orale) 6.12 Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi reali (solo Trazione e compressione). 9.1 Fenomeni ondulatori. 9.2 Onde piane armoniche. 9.3 Propagazione delle onde (solo onde elastiche in una sbarra solida). 9.6 Onde sonore armoniche (solo onde sonore sferiche). 9.7 Effetto Doppler (escluso onda d’urto). 9.8 Interferenza di onde sonore armoniche. 9.9 Onde stazionarie in una corda tesa (fino all’esempio 9.6 compreso). 9.11 Battimenti.

I numeri dei capitoli da 1 a 13 si riferiscono alla terza edizione del testo “Elementi di Fisica- Meccanica e Termodinamica” di P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES.