M1901 FISICA GENERALE I

Aurelia STEPANESEU(coll.: Andrea LAVAGNO) Anno: 1

Impegno(ore totali) Crediti:10 Docente:

Periodo: 2

lezioni: 62 esercitazioni:26 laboratori: 12

PRESENTAZIONE DEL CORSO

Lo scopo preminente del Corso,suddivisoinmoduli didattici,èquello di fornire allo studente una conoscenza di base dei fenomeni fisici.Nel modulo1vengono trattate la meccanica del punto materiale, le proprietà meccaniche dei solidi e dei fluidi, la termodinamica classica. Nel modulo 2 ètrattata la meccanica dei sistemi di particelle.Nello svolgimento del Corso si cercherà di privile-giare i riferimenti incrociati fra i vari argomenti e saranno illustrati, senza entrare nel merito squi-sitamente tecnico,i principidi funzionamento diapplicativi entrati nell'usoquotidiano (ad esem-pio i dispositivi di antislittamento in frenata e accelerazione,l'equilibratura dinamica nei sistemi rotanti, l'effetto suolo nelle auto).L'interconnessione fra teoria edesercizi esplicativi rappresenta l'elementodi chiarificazione e di verifica dell'apprendimento dei vari argomentitrattati.

IlLabora torioèsuddivisoindue parti distin te,la primaèdedicata alla metrologiaed alla pre-sentazione del concettodimisurae dellasua incertezza intrinsecaunitamenteall'illustrazione di queglielementi di statisticache sarannousati dallo stu dentenella secondaparte, nella quale sono proposteesperienze ineren tila cad u tadei gravi ela determinazione dell'accelerazione di gravità tram ite il pendolo.

REQUISITI

Iconcetti acquisitinei Corsi di Analisi Matematica1edi Geometria sono basilari e necessari per una comprensione non dispersiva del Corso di Fisica Generale L

MODULO1:MECCANICA

Impegno(ore totali) lezioni:40 Cred iti(ECTS):6

esercitazi oni:14 laboratorio:6

PROGRAMMA

Cinematicadel punto materiale:posizione, velocità e accelerazione nelmoto rettilineo,moto verticale, moto.armonico semplice, moto rettilineo smorzato esponenzialmente; posizione, velocitàe accelerazione nel moto piano,moto circolare, moto parabolico, composizione di moti;

posizione, velocità e accelerazione nei moti relativi,sistemi di riferimento inerzialie relatività galileiana,moto di trascinamentorotatorio e moto rispetto alla terra;riepilogo.

Dinamica del punto materiale:leggi della dinamica,quantità di moto, impulso e teorema del-l'impulso;equilibrio,vincoli e reazionivincolari; azione dinamica delle forze,forzapeso,forza diattrito radente, forzaelastica, forza di attrito viscoso, forza centripeta, tensione, pendolo semplice e conico; lavoro,potenza, energia cinetica e teorema dell'energia cinetica,forze con-servative e non concon-servative, energia potenziale, energia meccanica e sua conservazione, rela-zione fra energia potenzialee forza; momento di una forza e momento angolare, teorema e con-servazione del momento angolare;definizione di oscillatorearmonico e proprietà della sua equazionedifferenziale,oscillatore smorzato dauna forza di attrito costan te,oscillatore smor-zatodauna forza di attr itoviscoso, oscillatorearmonicoforzato.

Campi di forze camposcalare e superfici di livello, campovettoriale e linee di campo, gra-diente e funzionepotenziale, derivatadirezionale, integrale di linea e circuitazione,campi con-servativi, applicazioni.

Gravitazione:leggi di Kepl ero,forzagravitazionale,massa inerziale e gravitazionale,campo gra-vitazionale ed sua energia potenziale.

Dinamica dei sistemi:sistemi di punti materiali, forze interne ed este rne, centrodi massa e teoremadel moto del centro di massa,quantità di moto e sua conservazione, teorema del momento angolare esu a conservazione,sistema di riferimento del centrodi massa, teoremi di Kònig, teorema dell'energia cinetica; definizionee significatodi urto fra punti materiali,urto completamenteanelastico,urto elastico,proprietà deisistem i di forzeapplicatein punti diffe-renti; riepilogo.

Dinamica delcorpo rigido:definizionedi corpo rigido,descrizionedei moto,corpi continui, densità, centro di massa ;rotazion eattornoad un asse fisso ecalcolo del momento angolare, momento diiner zia, teor emadi Huygens-Steiner,pendolo composto e pendolo di Kater;moto di puro rotolamento,impulso angolare, momento dell'impulso;leggi di conservazione del moto diun corpo rigido,urti fra punti materiali e corpi rigidi;leggidella statica;riepilogo.

Proprietà meccaniche dei fluidi:generalità,definizione di pressione,equilibrio statico edequ ili-brioin presenza dellaforzapeso, principio di Archimede; attrito interno e viscosità, fluidoid ea-le, moto in regimestazionario, portata,teorema di Bernoulli e sue applicazioni;cenni sui fluidi reali e loro moto.

Elasticità:traz ion e e compressione,torsione,pendolo e bilancia di torsione.

LABORATORI E/OESERCITAZIONI

Introduzioneal laboratorio: teoriadellamisura (metrologia,propagazionedell'errore,elementi di statistica).

MODULO 2:TERMODINAMICA CLASSICA

Impegno (ore totali) lezioni: 22 esercitazioni: 12 Crediti (ECTS): 4

laboratorio: 6

PROGRAMMA

Termodinamica classica:sistemi e stati termodinamici, equilibrio termodìnamìco,principio dell'equilibrio termico;definizionedi temperatura,termometri, sistemi adiabatici;esperimenti di [oule, calore e lavoro primo principio della terrnodinarnica, energia interna, trasformazioni termodinamiche; calorimetria, processi isotermi, cambiamenti di fase;gas ideali ed equazione di stato, terinometro a gas ideale, trasformazionedi un gas, calori specifici;energia interna di un gas ideale, studio di alcune trasformazioni,trasformazioni cicliche, ciclo di Camot e calcolo rendimento, ciclo frigorifero;gas reali ed equazionedi stato, diagrammi [V,p] e [T,p], teoria cinetica dei gas; enunciati del secondo principio della termodinamica, significato di reversibilità eirreversibilità,teorema di Carnet, temperatura termodinamica assoluta, teorema di Clausius, funzione di stato entropia, principio di aumento dell'entropia, calcolo variazione dell'entropia, en tro pia di un gas ideale,energia inutilizzabile;cenni su entropia e probabilità, cenni su terzo principio della termodinamica;riepilogo.

LABORATORI E/O ESERCITAZIONI

Laboratoriodi meccanica.

BIBLIOGRAFIA

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P.A. Tipler:"Corso di Fisica" - voI. 1,2; Zanichelli, Bologna.

W. Edward Gettys, Fred erick

J.

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McGraw-Hill, libri Italia, Milano.

ESAME

L'esame consiste in una prova orale dopo che il docente ha acquisito elementi di giudizio (una prova scritta obbligatoria della durata di due ore e le relazioni di laboratorio) relativamente alla formazione culturale dello studente.

Gli studenti provenienti da altri corsidi laurea della facoltà possono presentano il programma loro svolto.

Gli studenti provenienti da altre sedi universitarie devono presentareilprogramma ufficiale della facoltà di provenienza.

Accertamento scritto

Èobbligatorio e può essere sostenuto in uno qualsiasi degli appelli previsti dalla Facoltà di Ingegneria.Èconsentita la consultazione di libri di testo.

Quando la votazionerisulta essere 2:18/30, il superamento dell'accertamentoha validità per l'in-tero anno accademico,indipendentemente dalla sessione nella qualeèavvenuto.

Quando la votazione risulta essere compresa fra 15/30 e 17/30, l'esame oraIedeveessere soste-nuto nell'appello di svolgimento dell'accertamento scritto, in caso contrario deve essere ripetuto.

Esame orale

Il colloquio si svolge sugli argomenti del programma allegato.

Prenotazione agli esami

Lo statinoèpresentato all'atto del colloquio orale e non all'accertamento scritto peril qualeè necessario il tesserino di riconoscimento.

A causa di motivi organizzativi, legati alla prenotazione della aule, lo studente deve obbligato-riamente registrarsi attraverso la struttura informatizzata del Dipartimento di Fisica.