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Programma del Modulo di
FISICA I (5 crediti)
per il Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
prof. Stefano Atzeni, A.A. 2008-2009
I numeri di capitolo, paragrafo (§), esempio (E) o pagina sotto riportati si riferiscono al testo “Fisica I” di C.
Mencuccini e V. Silvestrini, Terza Edizione, Liguori Editore, Napoli, 1996. Gli esempi presentati nel testo di
norma costituiscono applicazioni degli argomenti generali. Costituiscono invece parte integrante del
programma quelli il cui argomento è elencato nel programma stesso.
Lo studente può utilizzare qualsiasi altro testo purché svolga tutti gli argomenti in programma, con
approfondimento almeno pari a quello delle trattazioni presentate durante le lezioni.
1.
Il metodo scientifico. Definizione operativa delle grandezze fisiche; grandezze fondamentali, sistemi
ed unità di misura; errori [§I.1-§I.4; omettere E.I.1].
2.
Cinematica del punto materiale. Sistema di riferimento; modello del punto materiale; gradi di libertà,
equazioni del moto: legge oraria e moti componenti; vettori spostamento, velocità e accelerazione;
Moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, circolare, moto piano vario
[§II.1; §II.2 (omettere p. 26); §II.5; §II.6; §II.9-§II.11].
Moti dei gravi [E.II.26-28].
Moti relativi [§III.10 (omettere dimostrazione delle equazioni III.31 e III.33; omettere accelerazione di
Coriolis; omettere E.III.4)].
3.
Dinamica del punto materiale. Principio di relatività; concetto di forza; definizione statica di forza;
sistemi inerziali; principio d’inerzia; secondo principio della dinamica; massa inerziale e massa
gravitazionale; definizione dinamica di forza; generalità sulle leggi delle forze [§III.1-§III.8].
Reazioni vincolari, tensione di fili; forze di attrito [§V.8; §V.9 (omettere §V.9.3)].
Dinamica in sistemi di riferimento non inerziali: forze apparenti; forza centrifuga [§III.10; E.III.3].
Quantità di moto e impulso della forza; teorema dell’impulso; momento di una forza; teorema del
momento della quantità di moto [§IV.4; §IV.5].
Pendolo semplice e moto armonico [E.IV.8; E.IV.9].
4.
Lavoro ed energia per il punto materiale. Lavoro; teorema dell’energia cinetica [§IV.6]. Campi di
forze conservativi ed energia potenziale: conservazione dell’energia meccanica; forze non conservative;
energia potenziale della forza peso [§IV.8: solo le prime due pagine; §IV.9 (incluso E.IV.21)].
Potenza meccanica [§IV.12].
Posizioni di equilibrio di un punto materiale [§IV.11].
5.
Le leggi delle forze. Gravitazione universale e forza peso [§V.1; E.V.3; §V.3 (omettere dimostrazione
della costanza della velocità areolare e dell’ellitticità dell’orbita); §V.4 (omettere osservazione su
inerzia e gravitazione a p. 163)].
Forze elastiche e oscillazioni libere [§V.6 (omettere pp. 168-171)].
Oscillazioni smorzate[§V.7.2].
6.
Meccanica dei sistemi di punti materiali. Forze esterne ed interne e terzo principio della dinamica
(azione e reazione); quantità di moto di un sistema di punti; concetto di centro di massa; prima
equazione cardinale e principio di conservazione della quantità di moto; seconda equazione cardinale e
principio di conservazione del momento della quantità di moto; energia cinetica di un sistema di punti
materiali (teorema di Koenig). [Questi argomenti sono trattati nel Cap. VI con dettaglio maggiore di
quello necessario per questo corso; si consiglia di riferirsi agli appunti presi durante le lezioni].
Cenni sui processi d’urto; urto elastico frontale; urto elastico contro parete di massa infinita
[Introduzione al Cap. VIII: pp. 309-311; per l’urto elastico frontale si veda E.VIII.4 e ci si riferisca
agli appunti presi durante le lezioni; §VIII.3].
7.
Temperatura e calore. Temperatura, principio zero della termodinamica; termometri e scale
termometriche; sistemi termodinamici, variabili di stato; equilibrio termodinamico e trasformazioni;
trasformazioni reversibili; quantità di calore; calorimetri, capacità termica [§XII.1-§XII.10; esempi a
pp. 476-477].
8.
Primo principio della termodinamica. Equivalenza di calore e lavoro; primo principio della
termodinamica: energia interna e conservazione dell’energia; applicazione ad un corpo rigido [§XIII.1§XIII.3].
9.
Gas perfetti e loro trasformazioni. Il modello di gas perfetto; concetto di pressione. Trasformazioni
isoterme, isocore, isobare e adiabatiche; energia interna; calori specifici. [§XIII.4, esempi E.XIII.14 e
E.XIII.15; omettere trasformazioni politropiche ed esempi E.XIII.16 e E.XIII.17; per il concetto di
pressione riferirsi agli appunti presi a lezione].
10. Secondo principio della termodinamica. Enunciati del secondo principio della termodinamica e loro
equivalenza; rendimento di un motore; il ciclo di Carnot e il suo rendimento. Enunciato del teorema di
Carnot [§XV.1-§XV.3 e primi due paragrafi di -§XV.4].
[27 ore di lezione (con esempi) e 23 ore di esercitazione]
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Non si adotta nessun libro di esercizi.
Testi di numerosi esercizi verranno distribuiti in aula durante il corso con cadenza settimanale.
Si consiglia inoltre di eseguire un buon numero degli esercizi proposti nel volume sopracitato di
C. Mencuccini e V. Silvestrini e relativi ad argomenti trattati in questo corso. Esercizi idonei sono i
seguenti:
cinematica del punto materiale: II.6 – II.14; III.1 – III.6;
dinamica del punto materiale: IV.1 – IV.11; V.1; V.3; V.7; V.8; V.12; V.15; V.16; V.19-20;
V.24; V.25; V.29;
dinamica dei sistemi: VI. 6; VI.8; VI.9;
calore, temperatura, I principio della termodinamica: XII.7; XII.8; XII.9; XIII.2 – XIII.5;
XIII.9 – 12; XIII.16 – XIII. 18; XIII.21:
cicli termici e rendimento di macchine termiche: XV.1 – XV.6.