FISICA I M - Z

Prova scritta seguita da colloquio

Conoscenze di base di analisi matematica, geometria e trigonometria

Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso, cfr. Punto 3.4 del Regolamento Didattico del CL in Ingegneria Civile e Ambientale.

1.Fenomeni fisici - Grandezza fisica - Unità di misura - Equazione dimensionale - Notazione scientifica.

2.VETTORI: Generalità - Rappresentazione di grandezze fisiche per mezzo di vettori - Operazioni sui vettori: somma, differenza, prodotto di un vettore per uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale - Componenti di un vettore - Derivata di un vettore - Integrazione.

3.CINEMATICA: Velocità - Accelerazione - Legge oraria - Moto rettilineo uniforme - Moto rettilineo uniformemente accelerato – Moto nel piano - Moto parabolico - Moto circolare uniforme.

4.DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Principio di inerzia - Massa inerziale – Leggi di Newton - - Leggi della forza: forza gravitazionale, forza peso, forza di attrito, forze elastiche - Reazioni vincolari - Tensione dei fili - Moto lungo un piano inclinato - Moti circolari: Forze centripete

5.CONSERVAZIONE DELL' ENERGIA: Lavoro - Energia cinetica - Teorema delle forze vive - Forze conservative - Energia potenziale - Calcolo di energia potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Forze non conservative.

6. OSCILLAZIONI: Oscillatore armonico semplice: equazione del moto e soluzione - Sistema massa-molla - Pendolo semplice – Energia cinetica e potenziale nei moti armonici semplici - Oscillatore armonico smorzato - Oscillatore armonico forzato.

7. Moti relativi: Sistemi di riferimento inerziali - Principio di Invarianza Galileana - Trasformazione Galileana - Legge di composizione delle velocità – Sistemi di riferimento non inerziali: forze fittizie.

8.DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI :Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne - Centro di massa di un sistema di punti – Teorema del moto del centro di massa - Conservazione della quantità di moto - Momento angolare - Momento meccanico - Teorema del momento angolare – Conservazione del momento angolare- Urti tra punti materiali: elastico, anelastico e completamente anelastico.

9. DINAMICA DEL CORPO RIGIDO E CENNI DI STATICA : Corpo rigido - Moto di un corpo rigido - Equazione del moto di un corpo rotante - Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale - Momento di inerzia rispetto ad un asse fisso - Teorema di Huygens-Steiner - Lavoro ed energia cinetica nel moto rotatorio - Pendolo composto – Moto rototraslatorio - Moto di puro rotolamento - Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido – Statica- Le leve.

10. MECCANICA DEI FLUIDI: Stati di aggregazione della materia - Definizione di fluido - Gas e liquidi – Fluidi ideali e fluidi reali – Densità - Pressione - Statica dei fluidi - Principio di Pascal - Legge di Stevino - Spinta di Archimede - Esperienza di Torricelli - Manometri e Barometri - Dinamica dei fluidi – Portata - Equazione di continuità - Teorema di Bernoulli- Fluidi reali: moto laminare e vorticoso.

11.TERMOMETRIA E CALORIMETRIA: Equilibrio termico - Concetto di temperatura - Misura della temperatura - Temperatura Kelvin - Definizione calorimetrica di calore - Capacità termica - Calori specifici e calori latenti - Caloria - Sorgenti di calore - Equivalente meccanico del calore.

12.SISTEMI TERMODINAMICI: Sistemi e stati termodinamici - Punto di vista macroscopico e microscopico- Coordinate termodinamiche - Equilibrio termodinamico - Sistemi termodinamici semplici - Sistemi PVT - Equazione di stato dei gas perfetti – Cenni sulla teoria cinetica dei gas- Trasformazioni termodinamiche - Trasformazioni reversibili e irreversibili

13.CALORE, LAVORO E PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: Lavoro in una trasformazione di un sistema PVT - Energia interna di un sistema termodinamico- Primo principio della termodinamica - Forma differenziale del primo principio della termodinamica – Energia interna di un gas ideale - Calori specifici dei gas ideali: Relazione di Mayer.

14.SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA.Conversione di lavoro in calore e viceversa - Macchine termiche - Ciclo di Carnot - Ciclo Otto - Ciclo Diesel - Enunciato di Kelvin Planck del secondo principio della termodinamica - Macchine frigorifere - Enunciato di Clausius del secondo principio della termodinamica - Equivalenza dei due enunciati - Teorema di Carnot - Temperatura termodinamica assoluta.

15.ENTROPIA:Teorema di Clausius - Entropia - Entropia di un gas ideale - Entropia e reversibilità - Entropia e irreversibilità - Il principio di aumento dell’entropia - Calcoli di variazione di entropia.

1. Mazzoldi, Nigro, VociI – Elementi di Fisica: Meccanica, Termodinamica (EdiSES)
2. D. Halliday, R. Resnick – Fondamenti di Fisica (vol. 1) – C.E.A., Milano
3. Serway - Fisica per Scienze ed Ingegneria - Edises

Compiti di esami e informazioni sul corso possono esseri reperiti su Studium.unict.it

L'esame consiste in una prova scritta seguita da una prova orale.

La prova scritta ha la durata di due ore e consiste nella risoluzione, argomentata e commentata in modo chiaro, di due problemi di Meccanica e uno di Termodinamica. I predetti problemi, quanto a livello di complessità, sono simili a quelli svolti dal docente durante le esercitazioni. Alla prova scritta sarà assegnata una valutazione fra 0 e 30. Gli/le allievi/e che ottengono nella prova scritta un punteggio inferiore a 15/30 sono sconsigliati/e dal sostenere la prova orale.

I giorni della prova orale saranno concordati con gli studenti dopo l’esito della prova scritta. La prova orale consiste nella trattazione di tre distinti argomenti del programma. La valutazione dell'esame è basata sui seguenti criteri: livello di conoscenza degli argomenti richiesti, capacità di applicare le conoscenze a semplici fenomeni fisici reali, capacità di collegamento dei diversi contenuti del programma.

Modalità di iscrizione ad un appello d’esame: prenotazione sul portale d'ateneo

Durante l’anno sono fissati sette appelli d’esame (ordinari) più due appelli riservati agli studenti fuori corso.