Fisica generale I

Fornire le basi della fisica gennerale, ovvero della meccanica e della termodinamica, per permettere l’appredimento delle materie insegnate negli esami successivi.

(I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Elementi di Fisica – Meccanica e Termodinamica” di P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES) CINEMATICA DEL PUNTO 1.1 Introduzione. 2.1 Moto nel piano. Posizione e velocità (in “Componenti polari della velocità” solo eq. 2.4). 2.2 Accelerazione nel moto piano (in “Componenti cartesiane dell’accelerazione” solo il primo e l’ultimo paragrafo). 2.5 Moto nello spazio. 2.7 Alcune osservazioni sulla cinematica del punto. 1.2 Moto rettilineo. 1.3 Velocità nel moto rettilineo. 1.4 Accelerazione nel moto rettilineo. 1.5 Moto verticale di un corpo. 2.4 Moto parabolico dei corpi. 1.6 Moto armonico semplice. 2.3 Moto circolare (fino eq. 2.13 ma compresa “Notazione vettoriale” tranne eq. 2.18). DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE 3.1 Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza. 3.2 Leggi di Newton. 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. 3.11 Forza di attrito viscoso. 1.7 Moto rettilineo smorzato esponenzialmente. 3.12 Forze centripete. 3.14 Tensione dei fili. 3.10 Forza elastica. 10.1 Richiamo delle proprietà già viste. 10.5 Somma di moti armonici su assi ortogonali (lettura). 10.6 Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa. 10.7 Oscillatore armonico forzato (da “Studio della risposta in funzione di w”: lettura). 3.13 Pendolo semplice. 4.7 Momento angolare. Momento della forza. (esclusa eq. 4.17). 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. Lavoro ed energia per il punto materiale 3.3 Quantità di moto. Impulso. 4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica. (esclusa eq. 4.1). 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. 10.3 Energia dell’oscillatore armonico. 4.7 Momento angolare. Momento della forza. (eq. 4.17). 4.8 Alcune osservazioni sulla dinamica del punto. 11.1 Forze centrali. 11.2 La forza gravitazionale. 11.5 Energia potenziale gravitazionale. (escluso “Energia potenziale di una massa sferica”). La forza di Coulomb. Concetto di Campo scalare e vettoriale. 11.4 Campo gravitazionale. Operatori di campo: gradiente, divergenza e rotore. DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI 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. 7.2 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. 6.3 Conservazione della quantità di moto. 8.1 Urti tra due punti materiali. 8.2 Urto completamente anelastico. 8.3 Urto elastico. 8.4 Urto anelastico. 6.4 Teorema del momento angolare 6.5 Conservazione del momento angolare. 6.7 Teoremi di Koenig. 6.10 Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi. 6.6 Sistema di riferimento del centro di massa. CORPI RIGIDI 7.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. 7.11 Equilibrio statico di un corpo rigido. 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. 7.8 Moto di puro rotolamento. 7.9 Impulso angolare. Momento dell’impulso. 7.10 Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. 7.13 Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi. FENOMENI ONDULATORI 16.1 Fenomeni ondulatori. 16.2 Onde piane armoniche. 16.6 Onde sonore armoniche. (escluse eq. 16.22, 16.23, 16.24, 16.25, 16.29). 16.7 Effetto Doppler. Onda d’urto. 16.8 Interferenza di onde sonore armoniche. 16.9 Onde stazionarie in una corda tesa. 16.10 Onde stazionarie in una colonna di gas. 16.11 Battimenti. ELEMENTI DI MECCANICA 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. 9.5 Moto di un fluido. Regime stazionario. Portata. 9.6 Teorema di Bernoulli. 9.7 Applicazioni del teorema di Bernoulli. TERMODINAMICA 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. 12.4 Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. 12.9 Trasmissione del calore. 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna. 12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. 13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. 13.2 Termometro a gas ideale a volume costante. 13.3 Trasformazioni di un gas. Lavoro. 13.4 Calore. Calori specifici. 13.5 Energia interna del gas ideale. 13.6 Studio di alcune trasformazioni. 13.7 Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot. Secondo principio della termodinamica.14.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica. 14.2 Reversibilità e irreversibilità. 14.3 Teorema di Carnot. 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. 14.11 Conclusioni termodinamiche sull’entropia. 13.1 TEORIA CINETICA DEI GAS 13.10 Teoria cinetica dei gas. 13.11 Significato cinetico di temperatura e calore. Gas reali. Modello di Van der Waals. TESTI DI RIFERIMENTO Mazzoldi-Nigro-Voci, “Elementi di Fisica – Meccanica, Termodinamica”, Edises Focardi-Massa-Uguzzoni, “Fisica Generale”, Casa Editrice Ambrosiana

Anita Ermini/Enrico Milani/Roberto Pizzoferrato/Folco Scudieri/Mauro Marinelli/Ugo Zammit