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
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