PROGRAMMA DETTAGLIATO DI FISICA GENERALE 6 Marzo 2011.
PER INGEGNERIA INFORMATICA a.a. 2010-2011 – Docente Giuliana Rizzo -
Testo consigliato:
SERWAY – JEWETT “Fisica per Scienze ed Ingegneria” (quarta edizione, 2009) Edi SES, o in alternativa
SERWAY-BEICHNER “Fisica per Scienze ed Ingegneria” (terza edizione, 2003) EdiSES
Il contenuto dei due testi è molto simile i numeri dei capitoli e degli esercizi non corrispondono.
Fra parentesi tonde sono riportati i numeri dei paragrafi corrispondenti dei libri Fisica di Serway-Beichner terza edizione vol. I e II. In parentesi quadra i paragrafi della quarta edizione.
CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE.
Considerazioni introduttive: Capitoli 1, 3 ed appendice B tutto:
- le unita' di lunghezza, massa e tempo e alcuni valori caratteristici(1.1) [1.1]
- conversione delle unita'(1.5)[1.4]
- abbreviazioni per le potenze del dieci (1.1)[1.1]
- analisi dimensionale(1.4)[1.3]
- calcoli di ordini di grandezza (1.6)[1.5]
- cifre significative(1.7)[1.6]
- i costituenti della Materia, la densita' e la massa atomica(1.2, 1.3)[1.2]
- sistemi di coordinate e sistemi di riferimento: coordinate cartesiane e polari (3.1) [3.1]
- vettori e scalari (3.2) [3.2]
- operazioni con i vettori e con gli scalari.(3.3)[3.3]
- rappresentazione dei vettori in componenti e vettori unitari (3.4)[3.4]
- prodotto scalare (7.2)[7.3] e prodotto vettoriale (11.2)[11.1]
Moto in una dimensione: Capitolo 2 tutto.
- la velocita' media e la velocita' istantanea(2.1,2.2) [2.1,2.2,2.3]
- l'accelerazione media e l'accelerazione istantanea (2.3,2.4) [2.4,,2.5]
- moto uniformemente accelerato(2.5,2.6,2.7) [2.6,2.7,2.8]
Moto in due dimensioni: Capitolo 4 tutto.
- i vettori spostamento, velocita' ed accelerazione(4.1) [4.1]
- moto in due dimensioni con accelerazione costante (4.2,4.3) [4.2,4.3]
- moto circolare uniforme (la velocita' angolare e l'accelerazione centripeta)(4.4) [4.4]
-accelerazione tangenziale e radiale nel moto curvilineo(4.5) [4.5]
-velocita' relativa e accelerazione relativa(4.6) [4.6]
LA DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE.
Le leggi della dinamica: Capitolo 5 tutto e Capitolo 13 par 13.1,13.2. Capitolo 15 par 15.1,15.2.
- il concetto di forza(5.1) [5.1]
- la legge di inerzia e la massa (5.2,5.3) [5.2,5.3]
- La seconda legge di Newton e la massa inerziale (unita' di forza e di massa)(5.4) [5.4]
- La terza legge di Newton (azione e reazione) (5.6) [5.6]
- Esempi di forze in natura: forze di contatto e forze a distanza
la forza di gravita', la forza elettrica, la forza elastica, la tensione delle funi ... (14.1,14.2,14.3, 5.5, 5.7) [13.1,13.2,15.1,15.2, 5.5, 5.7]
- applicazione delle leggi di Newton(5.7) [5.7]
- forze di attrito statico e dinamico(5.8) [5.8]
Applicazione delle leggi di Newton: Capitolo 6 tutto escluso par 6.4, 6.5.
- forze presenti nel moto circolare ed uniforme e non uniforme(6.1, 6.2) [6.1, 6.2]
- forze fittizie in sistemi accelerati (6.3) [6.3]
Lavoro ed energia:
Capitolo 7 tutto Capitolo 8 tutto. Capitolo 13 par 13.4,13.5 Capitolo 15 par 15.3 - lavoro di una forza e prodotto scalare fra vettori (7.1,7.2,7.3) [7.1,7.2,7.3,7,4]
- la potenza(7.5) [8,5]
- l'energia cinetica e il teorema dell'energia cinetica(7.4) [7.5]
- forze conservative(8.2) [7.7,7.8]
- energia potenziale e energia totale di un corpo(8.3,8.1) [7,6]
- energia potenziale di una molla e energia gravitazionale di un corpo(8.1, 14.7,14.8) [ - legge di conservazione dell'energia meccanica(8.4)
- lavoro delle forze non conservative (8.5) - relazione fra forza ed energia potenziale(8.6) - diagrammi dell’energia ed equilibrio (8.7)
Il moto armonico : Capitolo 13 tutto escluso par.13.6 e 13.7:
- il moto armonico semplice (13.1)
- il moto di una massa collegata ad una molla (13.2) - energia dell'oscillatore armonico (13.3)
- moto del pendolo semplice (13.4)
- confronto tra il moto armonico ed il moto circolare uniforme (13.5)
DINAMICA DEI SISTEMI
Quantita' di moto e urti: Capitolo 9 tutto escluso par. 9.8.
- la quantita' di moto e l'impulso di una forza (9.1,9.2)
- la conservazione della quantita' di moto per un sistema isolato (9.1) - urti fra corpi in una e due dimensioni(9.3, 9.4, 9.5)
- il centro di massa (9.6)
- Prima equazione cardinale: equivalente al II principio di Newton per sistema di particelle (9.7)
Moto di un corpo rigido: Capitolo 10 e 11 tutti escluso par. 11.6. Capitolo 12 solo par 12.1,12.2,12.3 - Variabili angolari e cinematica rotazionale (10.1,10.2,10.3)
- Corpo rigido. Energia cinetica di rotazione (10.4, 10.8)
- Momenti d’inerzia. Teorema di Steiner o degli assi paralleli (10.5) - Momento della forza e accelerazione angolare (10.6, 11.2, 10.7) - Moto di rotolamento di un corpo rigido (11.1)
- Momento angolare (11.3,11.4)
- Seconda equazione cardinale e conservazione del momento angolare (11.3, 11.4,11.5) - Equilibrio statico di un corpo esteso (12.1,12.2,12.3)
ELETTROSTATICA:
La carica elettrica e il campo elettrostatico: Capitolo 23 tutto.
- la carica elettrica e la legge di Coulomb(unita' di misura della carica) (23.1,23.2,23.3) - il campo elettrico (definizione operativa, concetto di carica di prova, unita' di misura) (23.4) - il campo elettrico di un sistema di cariche puntiformi (23.4)
- il campo elettrico di una distribuzione continua (densita' volumica, superficiale e di linea)(23.5) - le linee di campo (linee di carica puntiforme e di dipolo) (23.6)
- calcoli di campi elettrici: la bacchetta carica, l'anello, il disco. (23.5) - moto di una carica puntiforme in campo uniforme (23.7)
La Legge di Gauss: Capitolo 24 tutto.
- il flusso del campo (24.1) - la legge di Gauss (24.2,24.6)
- calcolo di campi generati da distribuzioni ad alta simmetria (simmetria, sferica, cilindrica, piana)(24.3)
Il Campo elettrostatico e la conservativita’ del campo: Capitolo 25 tutto escluso il par 25.7 e 25.8 - lavoro fatto dal campo e differenza di potenziale (definizione operativa e unita' di misura) (25.1) - la conservativita' del campo e la circuitazione del campo(25.2)
- differenza di potenziale in un campo uniforme(25.2) - potenziale di una carica puntiforme(25.3)
- potenziale di un sistema di cariche puntiformi (25.3) - potenziale di una distribuzione continua (25.5) - come ricavare E dal potenziale (25.4)
- calcolo di potenziali di distribuzioni continue (2 metodi):
il potenziale di una bacchetta, di un anello, di un disco, di una sfera) (25.5) Proprieta’ dei conduttori in equilibrio elettrostatico: Capitolo 24 e 25
- valore del campo interno e della densita' di carica superficiale(24.4) - valore e orientazione del campo sulla superficie(24.4)
- potenziale del conduttore (25.6)
- campo all'interno di una cavita' (schermo elettrostatico) (25.6) - potere delle punte (25.6)
Capacita’ e dielettrici: Capitolo 26 tutto, escluso par. 26.6 e 26.7 - la capacita' (definizione e unita' di misura) (26.1)
- calcoli di capacita': il condensatore piano, il condensatore cilindrico, il condensatore sferico) (26.2) - condensatori in serie e in parallelo (26.3)
- energia del condensatore e densita' di energia del campo (26.4)
- condensatori riempiti con dielettrici e la costante dielettrica (relativa ed assoluta) (26.5)
La corrente elettrica: Capitolo 27 tutto esclusi 27.3, 27.5, Capitolo 28 par 28.1,28.2, 28,4 - i generatori di tensione continua e la batteria (28.1)
- la corrente elettrica e la sua unita' di misura (28.1)
- corrente prodotta da un sistema di cariche in movimento (27.1) - la densita' di corrente e la conducibilita' elettrica(27.2)
- la legge di Ohm e la resistenza elettrica R (unita' di misura di R) (27.2) - la resistivita' elettrica (27.4)
- la legge di Joule(27.6) - la conservazione della carica
- Resistori in serie ed in parallelo (28.2) - Circuito RC (28.4)
Il Campo Magnetostatico: Capitolo 29 tutto
- la forza magnetica e il campo magnetostatico (definizione operativa e unita' di misura) (29.1) - forza su un filo percorso da corrente (29.2)
- Momento meccanico su una spira (29.3)
- moto di una carica in un campo magnetico uniforme (29.4) - applicazioni: lo spettrometro di massa e l’effetto Hall (29.5,29.6)
Le Sorgenti del Campo Magnetico: Capitolo 30 tutto, escluso par 30.7, 30.8, 30.9 - la legge di Biot e Savart (30.1)
- calcoli di campi magnetici:
campo di una bacchetta,campo di un filo indefinito, campo sull'asse di una spira(30.1) - forza fra due fili paralleli (30.2)
- la legge di Ampere (30.3)
- calcolo del campo magnetico in condizioni di alta simmetria:
filo indefinito, piastra, toro, solenoide (30.3,30.4)
- il flusso magnetico e la legge di Gauss per il magnetismo (30.5, 30.6)
