i ricercatore - INFN Cagliari

Corso di Laurea triennale in Scienze Naturali – Riforma Universitaria
Prof. Giovanna Puddu - Dip.Fisica tel.070-675-4901(4983)
e-mail: [email protected]
PROGRAMMA svolto nell’A.A. 2007-08
FISICA
Testi adottati: Serway, "Principi di Fisica", EdiSES (vol.unico)
oppure: Cutnell-Johnson, "Fisica", Zanichelli
oppure: Ugo Amaldi, "Corso di Fisica", Zanichelli (2 vol.)
Testi di consultazione: "Fisica a cura del PSSC", Zanichelli
Halliday-Resnich-Walker, "Fondamenti di Fisica", Ambrosiana
Ragozzino-Giordano-Milano, "Fondamenti di Fisica", EdiSES
Paul A. Tipler, "Invito alla Fisica", Zanichelli
INTRODUZIONE
Grandezze fisiche, campioni, unita' di misura.
Equazioni dimensionali. Cifre significative, notazione scientifica.
Misure ed errori.
MECCANICA
Il moto.
La posizione, i sistemi di riferimento, i vettori.
Moto di un 'punto'.
La velocita' e l'accelerazione.
Le forze.
L'equilibrio e il principio d'inerzia.
Il moto rettilineo uniforme.
I vari tipi di forze:
Le interazioni fondamentali,
la reazione vincolare, la forza di attrito.
Il moto uniformemente accelerato.
Moti piani:
Composizione di moti.
L'accelerazione radiale e tangenziale.
Il piano inclinato.
Il moto parabolico.
Il moto circolare uniforme.
Il secondo principio della dinamica: F = m a.
Le interazioni fondamentali a lungo raggio d'azione:
La legge di gravitazione universale e la legge di Coulomb.
Dalla concezione dell'interazione a distanza a quella di campo.
Massa (e carica elettrica).
Massa gravitazionale e massa inerziale.
Il campo gravitazionale (e il campo elettrico).
I vettori g (ed E).
Rappresentazione dei campi vettoriali: le linee di campo.
Il principio di sovrapposizione.
Il peso.
Il campo gravitazionale terrestre.
Regioni 'piccole': campo uniforme - Caduta dei gravi - Moto del proiettile.
NB: le parti tra parentesi vengono introdotte per essere riprese nel secondo semestre.
1
L'energia
Energia cinetica.
Lavoro meccanico.
Teorema dell'energia cinetica
(dimostrazione per il caso di forza costante).
Campi conservativi
(dimostrazione nel caso gravitazionale 'uniforme').
Energia potenziale.
Principio di conservazione dell'energia meccanica.
Il baricentro e il moto del baricentro
Quantita' di moto
Conservazione della quantita' di moto
SOLIDI E FLUIDI
Solidi e fluidi - Densita' e Peso specifico
Pressione
Elasticita' dei corpi e limite di elasticita'
Sforzo di trazione e deformazione. Modulo di Young
Sforzo di taglio ed elasticita' tangenziale
Compressione e compressibilita' isoterma
Fluidi in equilibrio:
Pressione in un fluido
Pressione di Stevino - Vasi comunicanti
Principio di Pascal e pressa idraulica
Variazione di pressione con la quota nell'atmosfera
Principio di Archimede
Forze di coesione e Pressione superficiale
Tensione superficiale e contrattilita' delle superfici liquide
Pressione delle superfici curve e legge di Laplace
Forze di adesione e capillarita'- Legge di Jurin
Fluidi in moto:
Il campo idrodinamico, linee e tubi di flusso
Fluido ideale
Principio di continuita' e Portata volumica
Equazione di Bernoulli ed Effetto Venturi
Corrente fluida viscosa - Legge di Poiseuille
Turbolenza e Numero di Reynolds
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ELETTROMAGNETISMO
Ripasso: legge di Coulomb, carica elettrica, campo elettrico.
Il vettore E
Le correnti elettriche
Parallelo fra campo elettrico e campo gravitazionale
Il potenziale elettrico e il lavoro nel campo elettrico
Moto di cariche in campo elettrico
Cariche in moto in gas, liquidi, solidi
Intensita' di corrente
La resistenza e la legge di Ohm
La potenza
L'effetto Joule
La legge di Kirchhoff ai nodi
Resistenze in serie e parallelo
Conduttori metallici isolati in equilibrio elettrostatico
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Cenni sui Condensatori
Il campo magnetico
Campo dovuto a un filo rettilineo percorso da corrente continua
Il vettore B
La forza di Lorentz
Azione di un campo magnetico su una corrente
Cenni sul campo magnetico terrestre
Cenni alle onde elettromagnetiche: dalle onde radio ai raggi gamma
OTTICA (GEOMETRICA)
Il problema della 'natura' della luce
Comportamento della luce - L'ottica geometrica
Sorgenti luminose - Propagazione della luce
Assorbimento, Trasmissione, Diffusione
Riflessione, Rifrazione, Dispersione
Legge di Snell - Indice di rifrazione - Riflessione totale
Specchi e Lenti sottili: Legge degli specchi - Formula delle lenti
Approssimazione parassiale e piccola apertura
Immagini reali e virtuali
Costruzione delle immagini
Lastra a facce piane parallele e Prisma
Strumenti ottici: microscopio composto
Ingrandimento lineare
Limiti dell'ottica geometrica
TERMODINAMICA
Sistemi termodinamici: approccio microscopico e macroscopico
Sistemi aperti, chiusi, isolati
Stati di equilibrio e parametri di stato
Il gas perfetto
Energia cinetica media e Temperatura
Energia totale ed Energia interna
La pressione di un gas
Scambi di energia e Calore
Equazione di stato dei gas perfetti
Piano PV e trasformazioni termodinamiche
L'energia interna
Energia interna e temperatura
Termometri e scale termometriche
Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche aperte e chiuse
Il primo principio della termodinamica
Il calore
Equivalenza fra calore ed energia meccanica. Calore specifico
Il secondo principio della termodinamica. I cicli e il rendimento.
Le possibilita' di conversione dell'energia
L'entropia
L'entropia come misura del disordine. Disordine e probabilita'
L'aumento di entropia per trasformazioni irreversibili in un sistema isolato
Cenni all'entropia negli esseri viventi
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