PROGRAMMA DEL CORSO DI "FISICA GENERALE " per Ingegneria Edile (triennale).
Anno Accademico 2001-2002. Prof. Giorgio Maggi.
Introduzione: grandezze fisiche e loro misura; Sistema Internazionale; equazioni dimensionali;
errori di misura. Vettori: somma, differenza, prodotti tra vettori; componenti cartesiane e rappresentazione polare.
Cinematica del punto materiale: Sistemi di riferimento. Moto in una dimensione: definizione della velocità e dell'accelerazione, moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, smorzato, armonico. Moto su traiettoria nota: velocità ed accelerazione scalare. Moto in più dimensioni: velocità ed accelerazione vettoriali, rappresentazione cartesiana, polare e riferita alla traiettoria; moto del proiettile, moto circolare. Sistemi di riferimento in moto relativo. Velocità ed accelerazione angolare.
Dinamica del punto materiale: Leggi di Newton. Esempi di forze e moti conseguenti: peso, forza elastica, reazioni vincolari, attrito, tensione nei fili. Moto circolare uniforme. Pendolo semplice.
Lavoro di una forza, teorema dell'energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell'energia meccanica, diagrammi dell'energia, forze non conservative.
Oscillatore armonico semplice. Momento della quantità di moto, momento della forza, forze centrali, Leggi di Keplero; legge di gravitazione universale; diagramma dell’energia nel campo gravitazionale, velocità di fuga.
Dinamica dei sistemi di punti materiali: moto del centro di massa; I e II equazione cardinale della dinamica dei sistemi; teoremi di Konig. Urti. Il pendolo balistico. Moto di un corpo rigido:
traslazione, rotazione attorno ad un asse fisso: momento d'inerzia, energia cinetica rotazionale;
teorema di Steiner; pendolo fisico, puro rotolamento. Urti tra punti materiali e corpi rigidi o tra corpi rigidi. Statica del corpo rigido: le condizioni di equilibrio, stabilità ed equilibrio,
Solidi e fluidi: elasticità: sforzo e deformazione, frattura. Risonanza. Pressione idrostatica; legge di Stevino, di Archimede.
Termodinamica: equilibrio termico, temperatura, termometro a gas, scale termometriche, dilatazione termica. Equilibrio termodinamico, trasformazioni reversibili e irreversibili. Lavoro in termodinamica, lavoro adiabatico, energia interna, primo principio della termodinamica.
Calorimetria, calore specifico, capacità termiche molari; equivalente meccanico del calore;
trasmissione del calore. Gas perfetto; equazione di stato, espansione libera, energia interna, calori specifici, equipartizione dell’energia, relazione di Mayer; trasformazioni isocore, isobare,
isoterme, trasformazioni adiabatiche reversibili. Macchine termiche: ciclo di Carnot, secondo principio della termodinamica; rendimento, teorema di Carnot, scala termodinamica delle temperature. Teorema di Clausius, entropia; principio dell'aumento dell'entropia; entropia ed energia non utilizzabile.
Elettrostatica: Carica elettrica. Forze elettriche. Campo elettrico. Teorema di Gauss. Moto di cariche in un campo elettrico. Energia potenziale, potenziale. Induzione, conduttori in equilibrio.
Condensatori: calcoli di capacità, energia immagazzinata. Corrente elettrica, legge di Ohm.
Effetto Joule.
La dimostrazione del teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica), del secondo teorema di Konig, della disuguaglianza di Clausius, del principio dell'aumento
dell'entropia è facoltativa.
Testo consigliato: D. Halliday R. Resnick J. Walker- Fondamenti di Fisica - Volume 1 e Volume 2
Per la preparazione dello scritto si consiglia di svolgere le tracce del testo consigliato.
Esercizi svolti di meccanica e termodinamica si trovano in
Mazzoldi-Saggion-Voci - Problemi di Fisica Generale - Meccanica e termodinamica.
V. Augelli B. Ghidini - Problemi di Fisica I
