FISICA 9 CFU Prof. Gianluigi Vaona FINALITA` Il corso intende

FISICA
Prof. Gianluigi Vaona
9 CFU
FINALITA'
Il corso intende fornire le nozioni di base indispensabili per capire i meccanismi in genere che regolano i
processi chimici e biologici. Lo studente deve avere sufficienti conoscenze di matematica ed in particolare
del calcolo differenziale ed integrale.
PROGRAMMA
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Calcolo Vettoriale:
 Grandezze scalari e grandezze vettoriali.
 Somma e differenza di vettori.
 Componente e componenti di un vettore.
 Prodotto scalare.
 Prodotto vettoriale.
 Prodotto misto.
 Flusso di un vettore attraverso una superficie.
Cinematica:
 Velocità media.
 Velocità istantanea.
 Accelerazione media.
 Accelerazione istantanea.
 Diagramma spazio-tempo.
Moto lungo una retta:
 Moto rettilineo uniforme.
 Moto rettilineo uniformemente accelerato.
 Moto naturalmente accelerato.
Moto in due dimensioni:
 Vettore posizione.
 Vettore spostamento.
 Moto del proiettile.
 Equazioni parametriche del moto.
 Moto circolare.
 Velocità angolare.
 Accelerazione angolare.
 Moto vario.
Analisi dimensionale:
 Le dimensioni delle grandezze fisiche.
 Principio di omogeneità dimensionale.
Dinamica:
 Punto materiale.
 Prima legge della dinamica.
 Sistemi inerziali.
 Sistemi di riferimento.
 Concetto di forza.
 Seconda legge della dinamica.
 Peso e massa.
 Terza legge della dinamica.
 Forze conservative e non conservative.
 Legge funzionale della forza.
 Lavoro.
 Energia potenziale.
 Forze gravitazionali.
 Forze elastiche ed anelastiche.
 Pendolo semplice.
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 Reazione vincolare.
 Attrito: statico, dinamico, viscoso.
 Forze apparenti.
 Quantità di moto.
 Teorema dell'impulso.
 Teorema dell'energia cinetica.
 Conservazione dell'energia meccanica.
 Potenza.
Dinamica dei sistemi estesi:
 Conservazione della quantità di moto.
 Centro di massa.
 Teorema energia cinetica: energia propria del sistema.
 Urti elastici ed anelastici (cenno).
 Moto: traslatorio, rotatorio, rototraslatorio.
 Composizione delle forze.
 Momento di una forza.
 Coppia di forze.
 Momento della quantità di moto.
 Momento d'inerzia.
Statica:
 Condizioni generali di equilibrio.
 Tipi di equilibrio.
 Equilibrio della bilancia.
Idrostatica:
 Concetto di fluido.
 Densità e peso specifico.
 Densimetri. Fluido ideale.
 Attrito interno nei liquidi: viscosità.
 Pressione.
 Teorema di Eulero: idrostatica.
 Legge di Stevino.
 Principio di Archimede.
 Variazione della pressione negli aeriformi.
Idrodinamica:
 Teorema di Eulero: idrodinamica.
 Regime stazionario.
 Teorema di Bernoulli.
 Applicazioni del teorema di Bernoulli.
 Portata.
 Legge di Poiseuille.
 Viscosimetro di Ostwald.
 Regime turbolento.
 Legge di Stokes.
Fenomeni di superficie:
 Tensione superficiale.
 Fenomeni di capillarità.
 Legge di Jurin.
 Legge di Laplace.
 Diffusione.
 Pressione osmotica.
 Stalagmometro.
Termodinamica:
 Coordinate e sistemi termodinamici.
 Equilibrio termico.
 Principio zero della Termodinamica.
 Concetto di temperatura.
 Scale termometriche.
 Concetto di calore.
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 apacità termica e calore specifico.
 Caloria.
 Stati di equilibrio.
 Diagrammi p-V.
 Equazioni di stato.
 Gas perfetto.
 Calori di trasformazione.
 Lavoro in una trasformazione termodinamica.
 Lavoro e calore.
 Energia interna.
 Primo principio della termodinamica.
 Calori specifici di un gas perfetto.
 Trasformazioni termodinamiche.
 Reversibilità ed irreversibilità.
 Secondo principio della termodinamica.
 Ciclo di Carnot.
 Entropia.
 Entropia e lavoro.
 Entropia e disordine.
 Entropia ed informazione.
 Potenziali termodinamici: Energia libera di Helmoholtz e di Gibbs (cenni).
 Condizioni di equilibrio di un sistema termodinamico.
Elettrostatica:
 Conduttori e isolanti.
 La legge di Coulomb.
 Il campo elettrico.
 Flusso del campo elettrico.
 Teorema di Gauss.
 Lavoro del campo elettrico.
 Energia potenziale elettrica.
 Potenziale elettrico.
 Induzione elettrostatica.
 Capacità.
 Condensatore.
 Condensatore in serie e in parallelo.
 Energia nel campo elettrico.
La conduzione nei solidi:
 La corrente elettrica continua.
 Leggi di Ohm.
 Forza elettromotrice.
 Resistenze in serie e in parallelo.
 Lavoro e potenza della corrente.
 Effetto Joule.
 Effetti chimici della corrente.
 Effetto fotoelettrico.
 Ponte di Wheatstone e a filo.
 Ponte di Kohlrausch.
Magnetismo:
 Induzione magnetica.
 Forza di Lorentz.
 Forza magnetica su un filo percorso da corrente.
 Campo magnetico prodotto da una corrente.
 Forza tra correnti parallele.
 Legge di Biot-Savart.
 Teorema della circuitazione.
 Teorema di Gauss nel caso magnetico.
Induzione elettromagnetica:
 Esperienze di Faraday.
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 Flusso dell'induzione magnetica concatenato con un circuito.
 Legge di Faraday-Neumann.
 Legge di Lenz.
 Correnti alternate (cenni).
Propagazione per onde:
 Oscillazioni.
 Moto armonico semplice.
 L'equazione di un'onda sinusoidale.
 Propagazione delle onde.
 Il principio di sovrapposizione.
 Interferenza delle onde.
Ottica geometrica:
 Propagazione della luce.
 Leggi della riflessione e rifrazione.
 Riflessione totale.
 Dispersione della luce.
 Specchi piani.
 Diottro sferico.
 Lenti sottili: legge dei punti coniugati.
 Costruzione dell'immagine.
 Ingrandimento.
 Cammino ottico.
 Microscopio semplice e composto.
Ottica fisica:
 La luce da un punto di vista ondulatorio.
 Teoria elettromagnetica della luce.
 Principio di Huyghens.
 Interferenza.
 Diffrazione.
 Polarizzazione della luce per riflessione e rifrazione.
 Potere rotatorio.
 Polarimetro.
Radioattività:
 La natura delle emissioni radioattive.
 Decadimenti radioattivi: legge di decadimento, tempo di dimezzamento, vita media.
 Datazione con carbonio.
Gli isotopi radioattivi come traccianti.
MODALITA' D'ESAME
L’esame finale (orale) verterà su tutti gli argomenti del programma. Lo studente dovrà dimostrare di aver
compreso, e di essere in grado di utilizzare, i concetti fondamentali di ogni argomento.
Testi consigliati:
R.A. SERWAY: «Principi di Fisica», Ed. EdiSES (v.u.).
E. RAGOZZINO, M. GIORDANO, L. MICANO: «Fondamenti di Fisica», 2a Ed., Ed. EdiSES (v.u.).
J. D. CUTNELL, K. W. JOHNSON: «Fisica», Ed. Zanichelli (v.u.).
D. HALLIDAY, R. RESNICK: «Fondamenti di Fisica», 2a Ed., Casa Ed. Ambrosiana (v.u.).
P. A. TIPLER: «Invito alla Fisica», Ed. Zanichelli (v.u.).
E. FERMI: «Termodinamica», Ed. Boringhieri.
M. FAZIO: «Termodinamica», Casa Ed. Ambrosiana.
D. E. ROLLER, R. BLUM: «Fisica», Vol. 1° e 2°, Ed. Zanichelli.
P. MAZZOLDI, M. NIGRO, C. VOCI: «Fisica», Vol. 1° e 2°, Ed. EdiSES.