L’obiettivo formativo del corso è fornire una conoscenza organica della Meccanica classica e della Termodinamica. Il percorso formativo per acquisire tale risultato è il seguente:
L’approccio alla descrizione dei sistemi e dei fenomeni sopra descritti sarà di tipo sperimentale e le teorie fisiche presentate in termini di struttura logica e matematica e di evidenze sperimentali. Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di valutare analogie e differenze tra sistemi fisici e le metodologie da applicare. Dovrà aver acquisito la capacità di applicare conoscenza e comprensione mediante la soluzione di esercizi e problemi.
Sono richieste conoscenze di matematica di base: logaritmi, notazione esponenziale, equazioni di primo e secondo grado, sistemi di equazioni, disequazioni, trigonometria, geometria, funzioni reali.
La frequenza è obbligatoria.
Meccanica del punto materiale:
• cinematica: moto in una, due, tre dimensioni
• Sistemi di riferimento e moti relativi
• leggi della dinamica
• forza, lavoro, energia cinetica
• quantità di moto ed impulso
• forze conservative, energia potenziale
• teoremi di conservazione
• momento angolare
• momento di una forza
• forze centrali
Meccanica dei sistemi di punti materiali
• centro di massa, massa ridotta
• conservazione della quantità di moto
• conservazione del momento angolare
• teoremi di konig
• teorema dell’energia cinetica
• urti elastici ed anelatici
Dinamica del corpo rigido
• definizione di corpo rigido
• rotazioni attorno ad un asse fisso
• momento d’inerzia
• teorema di Huygens-Steiner
• moto di puro rotolamento
• impulso angolare e momento dell’impulso
• ellissoide d’inerzia
• giroscopio
• corpo rigido libero
• statica
Gravitazione
• leggi di Keplero
• legge di gravitazione universale
•massa inerziale e gravitazionale
• campo gravitazionale
• energia potenziale gravitazionale
• teorema di gauss
• calcolo delle orbite
Proprietà elastiche dei solidi
• trazione e compressione
• scorrimento
• compressibilità
• bilancia di torsione
Oscillazioni e onde
• oscillatore armonico
• oscillatore armonico smorzato
• oscillatore armonico forzato
• risonanza
• onde longitudinali e trasversali
• analisi di Fourier
• natura fisica del suono
Proprietà meccaniche dei fluidi
• statica dei fluidi: legge di Stevino, Pascal, ed Archimede
• dinamica dei fluidi
• regime stazionario e teorema di Bernoulli
• viscosità
• moto laminare e moto vorticoso
TERMODINAMICA
• temperatura e termometria
• equazione di stato dei gas
• teoria cinetica dei gas
• lavoro e calore
• primo principio della termodinamica
• secondo principio della termodinamica
• entropia
• trasformazioni termodinamiche
• potenziali termodinamici
• cambiamenti di fase
• gas reali
• terzo principio della termodinamica
1) R. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica – Vol. I , EdiSES - Napoli (Italia)
2) Focardi S., Massa I., Uguzzoni A., Villa M. - Fisica generale - MECCANICA E TERMODINAMICA, Casa editrice Ambrosiana
3) Halliday, Resnick, Krane, Fisica 1, Casa editrice Ambrosiana
4) Giancoli, Fisica 1, Casa editrice Ambrosiana
5) Young, Freedman, Ford, Principi di Fisica vol.1, _ ogni studente avrà accesso gratuito alla versione pdf di questo testo ed alla piattaforma web Mastering Physics
sito http://nanostar.jimdo.com/
* | Argomenti | Riferimenti testi | |
1 | * | vettori, versori, operazioni con i vettori, derivata di un vettore | |
2 | * | cinematica unidimensionale | |
3 | * | cinematica 2D | |
4 | * | principi della dinamica | |
5 | * | reazioni vincolari | |
6 | * | attrito statico e dinamico | |
7 | * | forze elastiche | |
8 | * | lavoro, energia cinetica e potenziale | |
9 | * | conservazione energia meccanica | |
10 | * | momento angolare e momento di una forza | |
11 | * | sistemi di riferimento inerziali | |
12 | * | trasformazione velocità ed accelerazione in sistemi di riferimento in moto | |
13 | * | dinamica dei sistemi di punti materiali | |
14 | * | conservazione momento angolare | |
15 | * | teoremi di konig | |
16 | * | urti elastici ed anelastici | |
17 | * | definizione corpo rigido | |
18 | * | centro di massa | |
19 | * | momento angolare | |
20 | * | momento d'inerzia | |
21 | * | rotazioni attorno ad asse rigido | |
22 | * | moto rototraslatorio | |
23 | * | rotolamento | |
24 | * | moti giroscopici | |
25 | * | legge gravitazione | |
26 | * | massa inerziale e gravitazionale | |
27 | * | teorema del Viriale, teorema di Gauss | |
28 | * | calcolo orbite | |
29 | * | composizione moti armonici | |
30 | * | oscillatore armonico smorzato, forzato, risonanza | |
31 | * | onde trasversali e longitudinali, onde piane | |
32 | * | velocità di fase e di gruppo, onde in una barra, in una corda, nei gas | |
33 | * | onde stazionarie, suono e frequenza | |
34 | * | fluidi e statica dei fluidi | |
35 | * | dinamica dei fluidi, teorema di Bernoulli | |
36 | * | viscosità, moto laminare e vorticoso | |
37 | * | tensione superficiale | |
38 | * | sistema termodinamico e coordinate termodinamiche | |
39 | * | principio zero e temperatura | |
40 | * | teoria cinetica dei gas | |
41 | * | primo principio termodinamica | |
42 | * | calore specifico, gas reali, transizioni di fase | |
43 | * | macchine termiche | |
44 | * | secondo principio termodinamica | |
45 | * | teorema di Carnot | |
46 | * | entropia | |
47 | * | principio aumento dell'entropia | |
48 | * | significato statistico entropia | |
49 | * | terzo principio termodinamica | |
50 | * | potenziali termodinamici |
L’esame consiste in una prova scritta e in un colloquio orale.
E' possibile sostenere separare l'esame in due prove parziali relative alla meccanica (prima prova in itinere) ed alla termodinamica ed alla meccanica dei fluidi (seconda prova in itinere). Ciascuna prova parziale prevede uno scritto ed un colloquio orale. La prova scritta inerente alla meccanica è consentita solo agli studenti che frequentano il corso e si svolge alla fine del primo periodo didattico. La prova scritta relativa alla seconda parte sarà riproposta nelle differenti sessioni come indicato nel calendario d'esami.
Il punteggio finale è in trentesimi, il voto minimo di ammissione all’esame orale è di 18/30. Superate le prove scritte è necessario sostenere e superare le prove orali nello stesso anno solare dello scritto. Quindi la prova scritta ha validità limitata, se lo studente non completa l'esame entro il periodo indicato deve ripetere lo scritto.
Il compito scritto ( prima e seconda prova in itinere) consiste di 3 esercizi da svolgere in 2 ore. L'orale consiste nella discussione del compito scritto e in domande relative agli argomenti in programma trattati a lezione.
E’ consentito l’uso di un solo libro di testo a scelta del candidato e di una calcolatrice. Non è consentito l’uso di appunti, computers e telefoni cellulari.
Il compito scritto consiste di 4 esercizi da svolgere in 3 ore. L'orale consiste nella discussione del compito scritto e in domande relative agli argomenti in programma trattati a lezione.
E’ consentito l’uso di un solo libro di testo a scelta del candidato e di una calcolatrice. Non è consentito l’uso di appunti, computers e telefoni cellulari.
per vedere la tipologia degli esercizi proposti consultare il sito http://nanostar.jimdo.com/
Le domande d'esame saranno relative agli argomenti trattati in aula durante le lezioni.