Lezione, Esercitazione, Laboratorio(a turni di 1/8 di corso): 6+2+4(ore settimanali) Docenti: (Icorso) da nominare
(II corso) Giovanni Barbero (III corso) Alfredo Strigazzi Collab. : Anna Ceresole
Il corso consta di cinque capitoli. Quello introduttivo è dedicato alla metrologia, dando un'idea generale della misura, della sua incertezza intrinseca ed un panoramica sul lato statistico. Il secondo capitolo tratta gli elementi dell' analisi vettori aIe che sono necessari a descrivere le proprietà dei campi conservativi. La terza parte concerne la meccanica delle particelle classiche ed i sistemi di particelle, utilizzando sia l'approccio energetico che quello cardinale. li quarto capitolo è dedicato alla descrizione del campo elettrostatico confrontato con quello gravitazionale, tenendo anche conto di diverse distribuzioni di carica e le proprietà dei conduttori nel vuoto ed in condizione di equilibrio. L'ultima parte tratta dell'ottica geometrica, partendo dal principio di Fermat e descrivendo le proprietà degli specchi e delle lenti sottili.
Totale ore di lezione [80 ore]
PROGRAMMA Metrologia: [7 ore]
Misurazione (diretta e indiretta), misura e incertezza (assoluta e relativa). Sensibilità e precisione. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura. Sistema Internazionale. Analisi dimensionale. Propagazione dell'incertezza in misurazioni indirette [Cfr. 5]. Metodo dei minimi quadrati [Cfr. 2]
Analisi vettori aIe: [5 ore]
Prodotto scalare e vettori aIe. Riferimenti e rappresentazioni di vettori. Matrice delle rotazioni. Convenzione della somma. Delta di Kronecker. Operatore d'inversione.
Vettori e pseudo-vettori. Doppio prodotto vettoriale. Nabla (o del) in coordinate cartesiane. Campi. Gradiente. Divergenza. Rotore [Cfr. 3,5]
Meccanica: [50 ore]
Cinematica del punto: Moto rettilineo e curvilineo. Velocità (scalare e vettoriale).
Accelerazione. Componenti intrinseche. Moti ad accelerazione non costante. Velocità e accelerazione angolari. Riferimenti inerziali e non. Relatività galileiana. Moto relativo:
regole di composizione delle velocità e delle accelerazioni [CfrA]
Dinamica del punto: Forza, massa, quantità di moto. Le tre leggi di Newton. I equazione cardinale in riferimenti inerziali. Interazioni: gravitazionale, elettrostatica, elastica.
Vincoli e attrito radente (statico e dinamico). Attrito del mezzo (viscoso e idraulico).
Forze d'inerzia (pseudo-forze) di trascinamento e di Coriolis. Campo di forze. Teorema dell'impulso. Lavoro. Potenza. Teorema lavoro-energia cinetica in riferimenti inerziali e non
Statica del punto
Campi conservativi: Vettore intensità di campo. Circuitazione. Potenziale ed energia potenziale (e loro gradiente). Conservazione dell'energia meccanica. Teorema di Stokes.
Generalizzazione della conservazione dell'energia. Campi centrali. Forze elastiche.
Legge di Gauss per campi gravitazionale e coulombiano. Teorema della divergenza (o di Gauss)
Oscillazioni: Moto armonico semplice. Moto armonico smorzato. Oscillazioni forzate.
Risonanza. Pendolo anarmonico [Cfr.6]
Dinamica dei sistemi: Momento statico. Centro di massa. Quantità di moto. I equazione cardinale. Impulso. Teorema dell'impulso. Conservazione della quantità di moto. Urti elastici e anelastici. Moto classico con massa variabile. Cinematica rotazionale.
Momento di una forza. Baricentro. Coppia di forze. Momento di una coppia. Dinamica rotazionale. Momento angolare. II equazione cardinale. Teorema dell'impulso del momento. Conservazione del momento angolare. Teorema di Konig per l'energia cinetica e per il momento angolare. Momento d'inerzia. Teorema di Huygens - Steiner.
Rotazione di corpo rigido attorno a un asse fisso. Rototraslazione. Matrice d'inerzia.
Elissoide d'inerzia. Assi principali d'inerzia. Moti giroscopici [Cfr.6]. Gravità. Leggi di Kep ler9
Statica dei sistemi
Meccanica dei fluidi: Pressione. Legge di Stevino in forma integrale e in forma differenziale. Legge di Archimede. Equazione di continuità in forma integrale e in forma differenziale. Teorema di Bernoulli. Viscosità. Effetto Magnus
Ottica geometrica: [4 ore]
Riflessione e rifrazione. Principio di Fermat. Approssimazione parassiale (o di Gauss).
Specchio sferico. Diottro. Prismi. Lenti sottili Elettrostatica nel vuoto: [14 ore]
Campo e potenziale di una carica, di una distribuzione statica di cariche e di un dipolo.
Dipolo in un campo elettrico costante. Interazione tra due dipoli. Moto di una carica in un campo elettrico. Equazione di Poisson e di Laplace. Capacità. Conduttori in equilibrio. Teorema di Coulomb. Condensatori in serie e in parallelo. Energia del campo elettrostatico
LABORATORIO
Misurazione di spostamenti, velocità e accelerazione di gravità per un corpo in caduta libera.
Misurazione del Periodo di oscillazione del pendolo semplice in funzione della lunghezza del filo e dell'ampiezza di oscillazione. Misurazione dell'indice di rifrazione del vetro con il metodo del prisma in condizione di deviazione minima
BIBLIOGRAFIA
Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Fisica (Meccanica +Elettrostatica e Ottica geometrica)",SES, Napoli 1992
D. Halliday, R. Resnick, 1. Walker, "Fondamenti di Fisica", CEA, Milano, 1995 Testi ausiliari
R. Resnick, D. Halliday, K. S. Krane, "Fisica1", CEA, Milano, 1993
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M. Alonso, E. J. Finn, "Elementi di Fisica per l'Università", VoI. I, Masson-Addison Wesley, Milano, 1982
G. Lovera, B. Minetti, A. Pasquarelli, "Appunti di FISICA 1",Torino, 1982 AAVV, "La Fisica di Berkeley",Zanichelli, Bologna
G.A. Salandin, "Problemi di Fisica", Ambrosiana, Milano, 1986 ESAME
L'esame consta di una prova orale che si svolge dopo che il docente ha acquisito vari elementi di giudizio (fra i quali: l'esito di una prova scritta e le relazioni di laboratorio) La prova scritta consta di tre esercizi che possono riguardare ogni argomento trattato durante ilcorso. Gli interessati devono portare con sé il libretto
La prova scritta superata in uno dei tre appelli della sessione estiva vale comeesoneroda ogni scritto successivo, fino all'appello di maggio dell'anno successivo. Nel senso che:
seèstata superata con una votazione
:2:
18/30,la prova orale può essere sostenuta in un qualunque appello a partire da quello in cui si è svolta la prova scritta stessa entro il primo giugno dell'anno successivo. Superato tale limite, senza aver sostenuto l'esame orale con esito positivo, la prova scritta deve essere ripetuta. Nel limite temporale indicato, la validità della prova scritta (sostenuta in uno dei tre appelli della sessione estiva) continua a permanere anche nel caso di non superamento della prova orale La validità di ogni altra prova scritta, superata con votazione 18/30, è limitata alla sessione nella quale siè svoltaDurante la prova scritta non è possibile consultarenè libri,nè appunti.
La prenotazione all'esame è obbligatoria. Sugli appositi elenchi, che verranno affissi almeno una settimana prima dell'appello nella bacheca del corso,nell'ingresso del Dip.
di Fisica, lo studente dovrà apporre il proprio cognome e nome con la dizione: S: solo scritto, O: solo orale,S+O: scritto e orale
Gli studenti esonerati dallo scritto devono in ogni modo presentarsi nella data e nell'ora stabilita per l'appello
Lo statino deve essere presentato all'atto di sostenere la prova orale