Anno accademico 2010/2011 - lauree triennali

[ELENCO COMPLETO]
  1. Algebra I.
  2. Algebra II.
  3. Analisi matematica I.
  4. Chimica.
  5. Fisica generale I.
  6. Fondamenti dell´informatica I.
  7. Geometria.
  8. Geometria I.
  9. Inglese.
  10. Inglese scientifico.
  11. Laboratorio di fisica generale I.

5. Fisica generale I

prof.ssa Stefania Pagliara


OBIETTIVO DEL CORSO

Il corso intende presentare i principi di base ed una serie di applicazioni rilevanti della
meccanica classica newtoniana, sia del punto materiale che dei sistemi di particelle, e di
termologia e di termodinamica.

PROGRAMMA DEL CORSO

Meccanica del punto materiale
Grandezze vettoriali e grandezze scalari. Somma e differenza di vettori. Scomposizione
di un vettore. Prodoto scalare e prodotto vettoriale. Derivata di un vettore. Integrazione
vettoriale.
Cinematica del punto: Definizione di traiettoria. Definizione di velocità. Definizione di
accelerazione. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto circolare. Moto
parabolico. Moto armonco semplice. Moto nello spazio.
Dinamica del punto: Principio di inerzia e sistemi di riferimento inerziali. Leggi di Newton.
Quantità di moto e impulso. Risultante delle forze ed equilibrio. Reazionei vincolari.
Classificazione delle forze. Azione dinamica delle forze. Forza peso. Forza di attrito radente.
Forza elastica. Forza di attrito viscoso. Pendolo semplice.
Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica.
Lavoro di una forza di attrito radente. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione
dell'energia meccanica. Momento angolare. Momento della forza.
Moti relativi: Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazioni relative. Relatività galileiana.
Moto di trascinamento traslatorio rettilineo. Moto di trascinamento rotatorio uniforme.
Oscillazioni: Proprietà delle equazioni differenziali dell'oscillatore armonico. Energia
dell'oscillatore armonico. Somma di moti armonici. Oscillatore armonico smorzato.
Oscillatore armonico forzato. Oscillatori accoppiati.
Gravitazione: Forze centrali. Forza gravitazionale. Massa inerziale e massa gravitazionale.
Campo gravitazionale. Energia potenziale gravitazionale.

Meccanica dei sistemi di particelle
Dinamica dei sistemi di particelle. Centro di massa. Teorema del momento per un sistema
di particelle. Teorema del momento angolare per un sistema di particelle.
Teorema dell'energia cinetica per un sistema di particelle. Teoremi del centro di massa e
momento, momento angolare, energia cinetica. Casi forze conservative.
Sistemi isolati e leggi di conservazione. Simmetrie e leggi di conservazione.
Fenomeni impulsivi. Urti elastici ed anelastici. Osservatore solidale col laboratorio ed
osservatore solidale col centro di massa. Classificazione urti. Esplosioni.
Il problema a due corpi e la massa ridotta. Caso problema gravitazionale. Soluzione estate
delle equazioni del moto per il problema dei due corpi in interazione gravitazionale. Teorema
di Gauss. Corpo rigido. Cinematica e dinamica del corpo rigido. Momento d'inerzia.
Proprietà dei momenti di inerzia. Teorema di Poinsot. Tensore di inerzia.
Precessione. Nutazione. Energia cinetica rotazionale e traslazione di un corpo rigido. Moto
giroscopico. Equilibrio statico di un corpo rigido.

Termologia e termodinamica
Sistemi e stati termodinamici. Equilibrio termodinamico. Principio dell'equilibrio termico.
Temperatura e dilatazione termica. Leggi della dilatazione dei corpi. Caratteristiche
termometriche, punti fissi e scale di temperatura.
Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. Primo principio della termodinamica.
Energia interna.
Trasformazioni termodinamiche. Calore e lavoro. Calorimetria. Capacità termica e calore
specifico. Processi isotermici. Cambiamenti di fase. Trasmissione del calore. Dilatazione
termica dei solidi e dei liquidi.
Gas perfetti e reali all'equilibrio. Leggi di Boyle e di Gay-Lussac. Equazione di stato dei
gas perfetti. I
gas reali e il loro comportamento. Equazione di Van der Waals
La teoria cinetica dei gas. Basi molecolari della pressione. Equazione di Joule-Clausius.
Costante di Boltzmann. L'energia interna. Velocità molecolare e libero cammino medio.
Distribuzione di Maxwell- Boltzmann.
Il secondo principio della termodinamica. Reversibilità ed irreversibilità. Enunciati di Kelvin
e di Clausius e loro equivalenza. Macchina di Carnot. Teorema di Carnot. Temperatura
termodinamica assoluta.
Trasformazioni cicliche di un sistema termodinamico. Macchine termiche e macchine
frigorifere. Cicli termodinamici.
La funzione di stato entropia. Teorema di Clausius. Entropia dei sistemi, dell'ambiente,
dell'universo. Principio di aumento dell'entropia. Entropia di un gas ideale. Energia
inutilizzabile. Interpretazione microscopica dell'entropia.
I potenziali termodinamici. L'entalpia. L'energia libera di Helmholtz. L'energia libera di
Gibbs.
I cambiamenti di stato. Sistemi termodinamici e diagrammi p-V-T. Transizioni di fase.
Calori latenti. L'equazione di Clapeyron. Regola delle fasi di Gibbs.

BIBLIOGRAFIA

P. Mazzoldi - M. Nigro - C. Voci, Elementi di Fisica, EdiSES, Napoli.
J.M. Knudsen - P.G. Hjorth, Elements of Newtonian mechanics, Springer, Berlino.
D. Sette - A. Alippi, Lezioni di Fisica - Meccanica e Termodinamica, Masson, Milano.
C. Mencuccini - V. Silvestrini, Meccanica e Termodinamica, Liguori.
R.P. Feynman - R.B. Leyghton - M. Sands, La Fisica di Feynman, vol.1 Zanichelli, Bologna.
E. Fermi, Termodinamica, Ed. Boringhieri.
M.W. Zemansky, Calore e Termodinamica, vol.1, Zanichelli, Bologna.

DIDATTICA DEL CORSO
Il corso si articola in lezioni ed esercitazioni in aula.

METODO DI VALUTAZIONE
Prova scritta e prova orale.

AVVERTENZE
La Prof.ssa Pagliara riceve gli studenti alla fine della lezione o in qualsiasi orario su
appuntamento.



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