Fisica Generale I

Fisica Generale I
OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO
Acquisire conoscenza delle leggi della dinamica del punto materiale e della meccanica dei sistemi. Saper
applicare le leggi della dinamica a sistemi complessi quali i solidi rigidi, i solidi deformabili e i fluidi.
Acquisire conoscenza dei fondamenti della termodinamica e dei suoi principi. Acquisire capacità di
risolvere esercizi proponenti situazioni reali.
PROGRAMMA DEL CORSO
Vettori e calcolo vettoriale. Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione;
accelerazione centripeta e tangenziale. Moti circolari, moti armonici. Studio del moto in coordinate
polari, velocità areolare.
Meccanica del punto: sistemi di riferimento inerziale e non, principio di inerzia. Le forze e le tre leggi
della dinamica. Forza costante, forza elastica, forza gravitazionale, forza di attrito, forza di resistenza
viscosa.
Il lavoro, il teorema delle forze vive, forze conservative e non; teorema di conservazione dell`energia
meccanica.
Cambiamenti di sistemi di riferimento, legge di composizione delle velocità e delle accelerazione nei
passaggi da un riferimento ad un altro. Accelerazione di Coriolis.
Sistemi di riferimento non inerziali: forze reali e apparenti, forza di Coriolis.
Sistemi di punti materiali: quantità di moto e momento angolare. Momento di una forza e momento
risultante di un sistema di forze. Le equazioni cardinali. Centro di massa e teorema del centro di massa.
Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema
di Koenig. Urti tra due punti materiali: urti elastici e urti anelatici.
Meccanica dei sistemi rigidi: quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica. Le equazioni
cardinali applicate al moto dei sistemi rigidi. Teorema dell’energia cinetica e di conservazione
dell’energia meccanica per il moto dei corpi rigidi. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Assi principali
di inerzia. Moto di rotazione, moto di rototraslazione e moto di puro rotolamento. I giroscopi: moto di
precessione.
Il campo gravitazionale, la legge della gravitazione universale. Velocità di fuga e orbite stazionarie; le
leggi di Keplero in approssimazione di orbita circolare.
Elasticità : legge di Hook, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Deformazione elastica di
scorrimento; Curvamento delle travi, forza di Eulero.
Meccanica dei fluidi. Pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di S.tevino, principio di Pascal,
principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di
Bernoulli. Moti laminari e turbolenti, viscosità, legge della portata.
Termodinamica. Temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili.
Calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni.
Gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Equazione di Van der Waals.
II principio della
termodinamica: enunciati classici, macchine termiche e rendimenti. Teorema di Carnot. Entropia e II
principio. Teoria cinetica dei gas, l'equipartizione dell'energia. Energia interna ed entropia dei gas
perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: entalpia, energia libera di
Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
TESTI DI RIFERIMENTO
(Mencuccini C., Silvestrini V.) Fisica I [Casa Editrice Liguori]
(D. Halliday, R. Resnick, J. Walker) Fondamenti di Fisica vol.I [Casa Editrice Ambrosiana]
(R.A. Serway, R.J. Beichner) Fisica per Scienze ed Ingegneria [Casa Editrice EdiSES]