Programma del corso integrato di FISICA

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Programma del corso di FISICA APPLICATA
Corso di Laurea in Tecniche di Radiologia Medica - Università di Foggia
A.A. 2007/2008 – Prof. V. Capozzi
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1. Grandezze fisiche: Introduzione ai fenomeni fisici. Grandezze fisiche e leggi fisiche. Il metodo
sperimentale. Unità di misura fondamentali e derivate. Equazione dimensionale. Sistemi di unità di
misura: Sistema internazionale e di Gauss. Rappresentazione delle leggi fisiche.
2. Vettori: Grandezze scalari e vettoriali. Somma e differenza di vettori: metodo geometrico ed
analitico. Composizione e scomposizione di un vettore. Prodotto scalare e vettoriale di due vettori.
3. Cinematica: Moto uni-dimensionale e sistemi di riferimento. Velocità media ed istantanea.
Moto rettilineo uniforme. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniformemente
accelerato e relativi grafici dell’accelerazione, velocità e spazio. Caduta dei gravi. Moto
bidimensionale: il vettore spostamento, velocità ed accelerazione vettoriali del moto curvilineo.
Moto curvilineo con accelerazione costante. Velocità angolare media ed istantanea. Moto circolare
uniforme, accelerazione angolare e accelerazione centripeta. Frequenza e periodo. Moto circolare
uniformemente accelerato. Relazione tra cinematica lineare e rotazionale. Sistemi di riferimento in
moto relativo.
4. Dinamica di un punto materiale: La prima legge della dinamica e sistemi di riferimento
inerziali. La massa inerziale. Seconda legge della dinamica. Forza peso e dinamometro. Differenza
tra peso e massa. Terza legge della dinamica. Forza gravitazionale. Forze d'attrito statico e
dinamico. Piano inclinato con attrito. Forza tangenziale e centripeta nel moto curvilineo. Forza
centrifuga.
5. Lavoro ed Energia: Lavoro di una forza costante e variabile. Energia cinetica e teorema della
energia cinetica. Lavoro della forza peso e di una forza elastica. Potenza. Forze conservative e loro
proprietà. Energia potenziale: applicazione alla forza di gravità ed alla forza elastica. Relazione tra
forza conservativa ed energia potenziale. Principio di conservazione dell'energia meccanica. Forze
non conservative. Principio di conservazione dell'energia in presenza di forze non conservative.
6. Moto oscillatorio: Oscillatore armonico. Equazione del moto ed equazione oraria
dell’oscillatore armonico. Pulsazione, periodo, ampiezza del moto armonico. Velocità ed
accelerazione nel moto armonico. Energia cinetica e potenziale dell’oscillatore armonico.
7. Dinamica dei sistemi di particelle: Centro di massa. Eq. del moto del centro di massa. Quantità
di moto di una particella e di un sistema di particelle. Principio di conservazione della quantità di
moto e sue applicazioni. Definizione di corpo rigido. Urti elastici unidimensionali. Urti anelastici.
Pendolo balistico. Momento d’inerzia di una particella. Energia cinetica rotazionale di una
particella e di un corpo rigido. Momento di una forza. Equazione del moto rotatorio. Momento
angolare di una particella e di un sistema di particelle. Relazione tra momento angolare e momento
delle forze agenti su una particella e su un sistema di particelle. Conservazione del momento
angolare.
8. Statica e Dinamica dei fluidi: Stato fluido. Densità e peso specifico. Pressione e le sue varie
unità di misura. Legge di Stevin, principio di Archimede e principio di Pascal. Misura della
pressione: Barometro di Torricelli e manometro a tubo aperto. Fluidi ideali. Linee di flusso. Portata
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e principio di continuità. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni: stenosi e aneurisma. Moto dei
liquidi reali e viscosità. Legge di Poiseille.
9. Onde: Moto ondulatorio e propagazione di un’onda. Confronto tra velocità dell’onda e delle
particelle. Onde sinusoidali: frequenza e lunghezza d'onda. Onde longitudinali ed onde trasversali.
Fronte d’onda: onde circolari, onde rettilinee, onde piane, onde sferiche. Energia trasportata dalle
onde e sua intensità. Riflessione e rifrazione di un’onda. Diffrazione di un’onda. Interferenza di
onde. Onde stazionarie.
10. Termologia e leggi dei gas perfetti: Equilibrio termodinamico e concetto di temperatura.
Principio zero della termodinamica. Termometri e scale termometriche di Celsius e di Fahrenheit.
Punto triplo dell’acqua. Dilatazione termica di solidi e liquidi. Dilatazione anomala dell’acqua.
Legge di Boyle-Mariotte e scala della temperatura assoluta di un gas. Leggi di Charles e di GayLussac. Equazione di stato dei gas perfetti. Energia interna di un gas perfetto. Capacità termica e
calore specifico. Cambiamenti di stato, calori latenti. Tensione di vapore e vapore saturo.
Esperienza di Joule ed equivalente meccanico del calore. Trasmissione del calore: conduzione,
convezione e irraggiamento. Legge di Stefan-Boltzmann.
11.Termodinamica: Trasformazioni termodinamiche reversibili ed irreversibili. Lavoro nelle
trasformazioni termodinamiche. Primo principio della termodinamica. Calcolo del lavoro nelle
trasformazioni isocore, isobare, isoterme ed adiabatiche. Espansione libera. Equazione di stato di
una trasformazione adiabatica. Calore specifico molare di un gas perfetto a pressione (Cp) e
volume costante (Cv). Relazione di Mayer. Rendimento di una macchina termica e coefficiente
frigorifero. Enunciati di Clausius e di Kelvin.
12. Elettrostatica: Fenomeni di elettrizzazione e carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di
Coulomb. Campo elettrico generato da cariche puntiformi. Campo elettrico e linee di forza di
cariche puntiformi. Principio di sovrapposizione. Energia potenziale elettrostatica. Potenziale
elettrostatico e differenza di potenziale. Definizione di eV. Relazione tra potenziale e campo
elettrico. Potenziale in un campo elettrico uniforme. Potenziale elettrostatico prodotto da una o più
cariche puntiformi. Energia potenziale elettrostatica di due cariche elettriche puntiformi. Potenziale
generato da un dipolo elettrico; campo elettrico prodotto da un dipolo elettrico. Momento torcente
agente su di un dipolo in un campo elettrico uniforme.
Induzione elettrostatica. Capacità elettrica di un conduttore sferico. Condensatori e capacità di un
condensatore piano. Condensatori collegati in serie e parallelo. Energia elettrostatica di un
condensatore ed energia associata al campo elettrico. Dielettrici.
Testi consigliati:
 D. C. Giancoli: “Fisica” (Casa Editrice Ambrosiana, Milano).
 Appunti delle lezioni.