FISICA M - Z

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Corso di Fisica (M-Z) SDS-Architettura

Lo studente è tenuto a raggiungere i seguenti obiettivi formativi:

• grandezze fisiche e analisi dimensionale;
• calcolo vettoriale e sue applicazioni;
• statica e dinamica del punto materiale e del corpo rigido;
• fluidostatica e fluidodinamica;
• termodinamica

Si richiedono i seguenti prerequisiti:

• abilità nel calcolo algebrico;
• dimestichezza con il calcolo differenziale;
• conoscenza della trigonometria;
• conoscenza delle principali leggi geometriche;
• dimestichezza con lo studio di funzioni matematiche
  

Per la frequenza, si rimanda al regolamento del corso di studi. La frequenza è consigliata.

1) Grandezze Fisiche

Le grandezze in fisica-Unità di misura e sistema internazionale-Dimensioni e calcolo dimensionale-Errori di misura

2) Calcolo vettoriale

Sistemi di riferimento e sistema di coordinate; I vettori come entità geometria; I vettori in fisica e loro utilizzo nello spazio fisico bidimensionale e tridimensionale; Grandezze vettoriali e grandezze scalari; I vettori nel piano e loro scomposizione per componenti; Versori; Somma tra vettori; Prodotto scalare e prodotto vettoriale tra vettori; Moltiplicazione di uno scalare per un vettore

3) Cinematica

Vettore spostamento, velocità istantanea e velocità media; Moto nello spazio fisico e moto rettilineo uniforme; Legge oraria del moto; Vettore accelerazione istantanea e media; Moto uniformemente accelerato e sua legge oraria; Moto di caduta del grave; Combinazione di moti: il moto del proiettile; Moto circolare uniforme; Accelerazione Centripeta

4) Dinamica

Il concetto di forza in fisica; leggi del moto e formulazione newtoniana della dinamica classica; La Forza come vettore: statica del punto materiale; Forza d’attrito; Lavoro svolto da una forza; Forze conservative; Forze elastiche e legge di Hooke; Il pendolo semplice; Energia cinetica e teorema dell’energia cinetica; Forza gravitazionale e legge di gravitazione universale; Energia potenziale; Energia meccanica e principio di conservazione dell’energia meccanica; Il piano inclinato e la statica per un sistema meccanico in presenza ed in assenza di forze di attrito; Condizione di equilibrio meccanico; Sistema di punti materiali; centro di massa e coordinate del centro di massa; Quantità di moto e principio di conservazione della quantità di moto; Urti elastici e anelastici: applicazioni; Moto rotatorio e cinematica rotazionale; Energia cinetica di rotazione; Momento angolare e momento di una forza; conservazione del momento angolare; Il corpo rigido e condizione di equilibrio meccanico; Moto rototraslatorio; Introduzione alle oscillazioni e analogia tra il pendolo semplice ed il sistema massa molla

5) Dinamica dei fluidi ideali

Fluidi; Pressione e densità nei fluidi; Fluidostatica; Legge di Stevino; principio di Pascal; principio di Archimede; Applicazioni; Dinamica dei fluidi ideali; Linee di flusso e tubi di flusso; Portata volumica e conservazione della portata volumica; Fluidodinamica e derivazione dell’equazione di Bernoulli; Flussometri

6) Termodinamica

Sistemi termodinamici e sistemi in contatto termico; Equilibrio termodinamico; Temperature e calore; Scale di temperatura; Principio zero della termodinamica; Dilatazione lineare e volumica: applicazioni; Capacità termica e calore specifico; Temperatura di equilibrio; Calore latente; Trasformazioni termodinamiche; Lavoro, calore ed energia interna; Primo principio della termodinamica; Lavoro e calore nelle trasformazioni termodinamiche; I gas perfetti; Trasformazioni isoterma e isobara; Calore specifico molare; Relazione di Mayer; Trasformazioni adiabatiche; Principi della termodinamica

1. P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci "Fisica, Volume I" (II edizione), Edises
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica" (2015) Casa Ed. Ambrosiana;
3. D. Roller, R. Blum "Fisica (Vol. I)" Casa Ed. Zanichelli
4. Serway, Jewett "Principi di Fisica" (2015) Edises
5. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fundamental of Physics" Casa Ed. Ambrosiana;

Eventuale materiale didattico sarà disponibile in itinere alla pagina del corso di Fisica (M-Z)

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale. La prova scritta si intende superata con una votazione minima di 18/30. Il voto finale terrà conto delle due prove sostenute dai candidati.

Non sono previste prove in itinere.

La prova di fine corso consiste in una prova scritta in cui verrà richiesta la risoluzione di esercizi inerenti ai temi di calcolo vettoriale, statica/dinamica punto material e/o corpo rigido, fluidodinamica, termodinamica. In aggiunta, una prova orale verterà a verificare la conoscenza dei contenuti del programma svolto durante l'anno accademico.

Esempi di domande:

• Quali sono le condizioni di parallelismo e ortoganilità tra vettori?
• Quali grandezze fisiche possono esprimersi come vettoriali e quali come scalari?
• Come si derivano le equazioni del moto a partire dalle leggi di Newton?
• In cosa consiste il teorema lavoro-energia cinetica?
• In quali condizioni possiamo parlare di conservazione dell'energia meccanica totale?
• Quali sono le caratteristiche principalii di una trasformazione adiabatica?
• Quali sono le conseguenza dell'equazione di Bernoulli?

Esempi di esercizi

Dato un corpo di massa m poggiato su un piano inclinato di un angolo "alfa", derivare le forze agenti su di esso nell'ipotesi che il piano abbia un coefficiente di attrito "mu"