Programma - A.A. 2018-2019

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1. INTRODUZIONE
Introduzione - Grandezze fisiche - Equazioni dimensionali - Sistemi di unità di misura - Grandezze scalari e vettoriali - Vettori liberi - Componenti di un vettore - Somma di vettori - Prodotto di un vettore per uno scalare - Prodotto scalare e vettoriale - Prodotto misto - Vettori applicati - Momento polare - Momento assiale - Operatori vettoriali - Flusso - Integrale di linea - Circuitazione - Teorema della divergenza - Teorema di Stokes (o del rotore)
(MC) Cap. 1 § 1 - 12; Cap. 2 § 1 - 20


2. MECCANICA DEL PUNTO MATERIALE
Cinematica del punto materiale - Sistemi di riferimento - Aspetti geometrici e temporali del moto: traiettoria ed equazione oraria - Spostamenti - Gradi di libertà - Esempi di moto - Moto circolare - Moto circolare uniforme - Moto armonico - Velocità scalare media e velocità scalare istantanea - Velocità vettoriale - Accelerazione scalare media ed istantanea, accelerazione vettoriale - Moti piani - Moti centrali - Teorema dei moti relativi - Teorema del Coriolis
(MC) Cap. 3 § 1 - 26
Dinamica del punto materiale - Forze - Leggi di Newton - Terne inerziali - Massa inerziale - Forze e interazioni fondamentali - Quantità di moto - Impulso di una forza - Momento angolare - Peso - Forze elastiche - Reazioni vincolari - Attrito - Resistenze passive - Forze reali ed apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis - Pendolo semplice - Oscillatore armonico - O.A. smorzato - O.A. forzato: la risonanza
(MC) Cap. 4 § 1 - 14; Cap.5 § 1 - 11
Lavoro ed energia per il punto materiale - Definizione di lavoro - Potenza - Energia cinetica - Teorema delle forze vive - Campi di forze conservativi - Energia potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Energia nell'oscillatore armonico - Variazione dell'energia in presenza di forze non conservative
(MC) Cap. 6 § 1 - 12


3. MECCANICA DEI SISTEMI E DEI CORPI RIGIDI
Meccanica dei sistemi di punti materiali - Centro di massa e moto del centro di massa - Quantità di moto di un sistema - Moto del c.d.m - 1a equazione cardinale - Terzo principio della dinamica - Forze interne ed esterne - Conservazione della quantità di moto - Momento della quantità di moto di un sistema - Teorema del momento della quantità di moto per un sistema di punti - Principio di conservazione del momento della quantità di moto - 2a equazione cardinale - Teorema del lavoro e dell'energia cinetica per un sistema di punti - Energia cinetica totale - Moto del centro di massa e moto attorno al centro di massa - Energia potenziale nei sistemi - Conservazione dell'energia meccanica - Processi d'urto - Urto normale centrale - Urto nello spazio
(MC) Cap. 7 § 1 - 11
Meccanica dei corpi rigidi - Cinematica dei corpi rigidi - Moti rigidi, moto traslatorio, moto rotatorio - Distribuzione delle velocità e delle accelerazioni in un moto rigido - Dinamica dei corpi rigidi - Sistemi equivalenti di forze - Corpo girevole attorno ad un asse fisso - Momento d'inerzia - Momento d'inerzia assiale - Esempi di moto di rotazione intorno ad un asse fisso - Statica dei corpi rigidi - Equazioni cardinali della statica
(MC) Cap. 8 § 1 - 11 (escluso 8-4-4)
Gravitazione - Legge della gravitazione universale - Determinazione della costante di gravitazione universale - Massa inerziale e massa gravitazionale - Accelerazione di gravità - Peso - Moto dei pianeti e dei satelliti - Leggi di Keplero - Campo gravitazionale - Legge di Gauss per il campo gravitazionale - Energia potenziale ed energia meccanica di gravitazione
(MC) Cap. 9 § 1 - 6; Cap. 4 § 9, 13
(EM) Cap. 1 § 7 (per la dimostrazione della legge di Gauss)


4. ELEMENTI DI MECCANICA DEI FLUIDI
Densità - Pressione - Equazioni della statica dei fluidi - Legge di Stevino - Legge di Pascal - Pressione atmosferica, dipendenza dalla quota - Legge di Archimede - Misura delle pressioni - Dinamica dei fluidi - Linee di flusso e di corrente - Equazione di continuità in forma intergale e in forma locale - Teorema di Bernoulli - Applicazioni - Fluidi reali - Resistenza del mezzo
(TF) Cap. 4 § 1 - 11
Per la dimostrazione riguardante la forma locale dell'equazione di continuità si veda (EM) Cap. 4 § 2


5. SISTEMI E STATI TERMODINAMICI
Coordinate termodinamiche - Pareti adiabatiche e termiche: equilibrio termico - Principio zero e temperatura - Termometri - Termometro a gas perfetto - Trasformazioni termodinamiche - Termostati - Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali: gas ideali e reali - Lavoro termodinamico - Stati di aggregazione - Punto triplo.
(TF) Cap. 1 § 1 - 5; 7 - 10; 11 - 12


6. PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Energia e sistemi termodinamici - Lavoro adiabatico ed energia interna - Primo principio della termodinamica e calore - Esperienza di Joule - Trasmissione del calore: Conduzione, convezione, irraggiamento - Capacità termica - Proprietà dei gas ideali - Energia interna - Relazione di Mayer - Trasformazioni quasi statiche - Trasformazioni politropiche - Aspetti microscopici - Energia interna in meccanica
(TF) Cap. 1 § 1 - 7; 10 - 11


7. SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Enunciati del secondo principio della termodinamica e loro equivalenza - Reversibilità e irreversibilità - Ciclo di Carnot - Teorema di Carnot - Temperatura termodinamica assoluta - Teorema di Clausius - La funzione di stato entropia - Energia degradata - Piano [T, S] - Energie libere di Helmoltz e di Gibbs - Entropia e probabilità
(TF) Cap. 3 § 1 - 17; 20


8. FENOMENI ELETTRICI
Forza Elettrostatiche - Induzione elettrostatica - La carica elettrica - La legge di Coulomb - Campo elettrostatico nel vuoto - Legge di Gauss - La divergenza del campo elettrostatico.
. Isolanti e conduttori - Struttura elettrica della materia - La legge di Coulomb - Campo elettrostatico - Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di cariche - Linee di forza del campo elettrostatico - Moto di una carica in un campo elettrostatico.
(EM) Cap. 1 § 1 - 7; 10 - 12


9. IL POTENZIALE ELETTROSTATICO
Conservatività del campo elettrostatico e potenziale elettrico - Calcolo del potenziale elettrostatico - Calcolo del campo dal potenziale - Energia potenziale elettrostatica - La seconda equazione di Maxwell per il campo elettrostatico - Il dipolo elettrico - Il potenziale di una distribuzione di carica a simmetria sferica
(EM) Cap. 2 § 1 - 5; 7 - 8


10. CONDUTTORI.
Conduttori in equilibrio - Campo elettrostatico nei conduttori - Potenziale nei conduttori - Capacità - Condensatori - Collegamento di condensatori - Energia elettrostatica di un condensatore - Energia elettrostatica - Schermo elettrostatico
(EM) Cap. 3 § 1 - 5; 9 - 10 (escluso 3-9-3)


11. CORRENTI ELETTRICHE STAZIONARIE
Intensità di corrente - Conservazione della carica elettrica - La legge di Ohm - Modello classico della conduzione - Resistenze elettriche - Generatori di forza elettromotrice - Le leggi di Kirchoff - Fenomeni non stazionari
(EM) Cap. 4 § 1 - 7; 10

12. CAMPI MAGNETICI STAZIONARI
Interazione magnetica - Esperimenti di Oersted e Ampere - Forza di Lorentz e campo magnetico - Campo magnetico prodotto da correnti stazionarie - Forza magnetica su circuito percorso da corrente - Le sorgenti del campo magnetico - La legge di Ampere e il rotore del campo magnetico - Equivalenza tra spire e aghi magnetici - Momenti meccanici su circuiti piani.
(EM) Cap. 5 § 1 - 8; 11


13. CAMPI ELETTROMAGNETICI
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica - Origine del campo elettrico indotto e della f.e.m. indotta - Il rotore del campo elettrico - Autoinduzione e mutua induzione - Induttanze in serie e in parallelo - Densità di energia del campo magnetico - Circuiti oscillanti - Fenomeni transitori - Le equazioni di Maxwell
Applicazioni della legge di Faraday - Autoinduzione - Circuiti LC, RLC e RLC guidato da una tensione alternata come applicazioni dell'oscillatore armonico (libero, smorzato, forzato) - Energia magnetica - Legge di Ampère-Maxwell - Le equazioni di Maxwell - Le equazioni di Maxwell in forma differenziale - Equazione di continuità per la carica.
(EM) Cap. 6 § 1 - 10

 

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I riferimenti bibliografici sono relativi ai testi adottati:
(MC) S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni; Fisica Generale - Meccanica; Casa Editrice Ambrosiana (2003)
(TF) S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni; Fisica Generale - Termodinamica e Fluidi; Casa Editrice Ambrosiana (2003)
(EM) S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni; Fisica Generale - Elettromagnetismo; Casa Editrice Ambrosiana (2003)

Materiale integrativo è inoltre disponibile sul sito http://fisi-care.unipg.it/ alla pagina didattica -> insegnamenti attivi - Fisica Generale -> materiale integrativo