455-01 - UniNa STiDuE

455/01
A.A. 2001/2002
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TRIESTE
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CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA LOGISTICA E DELLA
PRODUZIONE, DEI MATERIALI
PROGRAMMA DEL CORSO DI
DOCENTE
FISICA GENERALE
Prof. ERMANNO GRINZATO
METODI DI MISURA
- Il metodo scientifico. Grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura. Il Sistema
Internazionale. Equazioni dimensionali, principio di omogeneità.
- Elementi di teoria degli errori. Errori sistematici e casuali. Errore massimo assoluto,
relativo e percentuale in misure dirette non ripetute. Media, errore quadratico medio,
deviazione standard e deviazione standard della media in misure dirette ripetute.
Misure indirette: propagazione degli errori: metodo semplificato e generale.
Approccio probabilistico.
MECCANICA
- Cinematica della particella o punto materiale. Moto unidimensionale: legge oraria
del moto, velocità ed accelerazione scalare media ed istantanea. Posizione. Moto
uniformemente accelerato, accelerazione in caduta libera.
- Velocità ed accelerazione vettoriale. Vettori e scalari, operazioni tra i vettori: somma
e sottrazione, metodo grafico ed analitico, prodotto scalare e vettore.
- Cinematica nello spazio bi-tridimensionale. Vettore posizione. Moto dei proiettili.
Moto rotatorio uniforme: velocità e accelerazione angolare. Accelerazione tangenziale
e centripeta.
- Moti relativi: Velocità relativa di due corpi, cinematica dei moti relativi, relazioni tra
velocità e accelerazioni rispetto a due sistemi di riferimento in moto relativo in una o
più dimensioni.
- Le forze nella dinamica Newtoniana: le tre leggi di Newton. Sistemi di riferimento
inerziali. Massa inerziale e peso. Forze fondamentali es. gravitazionale. Forze
“fenomenologiche”: forza normale, tensioni. L’attrito: attrito statico e dinamico:
coefficienti d’attrito (esercitazione di laboratorio). Attrito viscoso nei fluidi, velocità
limite.
- Sistemi di riferimento non inerziali in moto traslatorio accelerato. Forze inerziali o
“apparenti”nei riferimenti non inerziali, forza centripeta. Integrazione delle equazioni
del moto per ottenere la legge oraria, note le forze applicate ad una particella.
- Energia cinetica e lavoro, lavoro e forze elastiche. Lavoro svolto da forze variabili e
potenza. Forze conservative ed energia potenziale. Esempi: forza di gravità, forza
elastica. Energia meccanica, conservazione dell’energia meccanica. Ricerca analitica
di forze, lavoro di forze esterne. Forze dissipative.
- Dinamica dei sistemi di particelle e del corpo rigido. Centro di Massa. Quantità di
moto e seconda legge di Newton per un sistema di punti materiali. Conservazione
della quantità di moto. Forze interne; forze esterne e variazione dell’energia interna.
- Impulso e quantità di moto, teorema dell’impulso. Urti elastici ed anelatici, in una o
più dimensioni per corpi liberi e in presenza di vincoli.
- Il momento d’inerzia e teorema degli assi paralleli. Momento di una forza e la
seconda legge di Newton per il moto rotatorio. Energia cinetica rotazionale. Lavoro
ed energia rotazionale. Il rotolamento. Momento angolare rispetto a un polo.
Rotazione di un sistema di particelle o di un corpo rigido rispetto ad un asse fisso.
Conservazione del momento angolare.
- Condizioni di equilibrio statico. Momenti assiali (angolare e delle forze esterne
applicate). Molto armonico semplice, considerazioni sulla forza e l’energia. Esempi:
oscillatore armonico, pendolo semplice. Elasticità, cenni sulle proprietà meccaniche
dei materiali.
- Gravitazione universale e principio di sovrapposizione. Gravitazione terrestre al
variare della distanza dalla superficie terrestre. Gravitazione all’interno della terra.
Leggi di Keplero. Pianeti e Satelliti, periodo per orbite circolari, velocità di fuga.
FLUIDODINAMICA
- Gradi di libertà di un sistema (cenni). Statica e dinamica dei fluidi (cenni):
Pressione, Principio di Pascal; Legge di Archimede. Dinamica dei moti stazionari di
fluidi ideali: Equazione di continuità, teorema di Bernoulli ed applicazioni (tubi di
Venturi e Pirot).
TERMODINAMICA (introduzione)
- Teoria cinetica dei gas ideali. Numero di Avogadro. Relazione tra pressione, volume
ed energia cinetica media per un gas ideale. La temperatura assoluta di un gas ideale.
Energia interna e capacità termica dei gas ideali.
- Definizione macroscopica di temperatura e calore. Accenni alla trasmissione del
calore in condizioni stazionarie. Calori specifici. Calore latente. Resistenza termica.
- Breve introduzione alla termodinamica: Stati di equilibrio e trasformazioni
termodinamiche. Lavoro a Temperatura. Volume o pressione costanti. Primo principio
della Termodinamica ed energia interna. Processi reversibili. Cicli termodinamici e
macchine termiche. Secondo principio della Termodinamica, Entropia.
Testi consigliati
D. Halliday, R.Resnik, J: Walker; Capitoli:
1; 2.1-2.6, 2.8, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.1-9.6, 9.8, 9 10, 11, 12.1-12.3, 12.4-12.10, 13; 16.116.7; 14; 15; 19; 20.1-20.8; 21.1-21.6.
J.R.Taylor: Analisi degli errori, Capitoli 1,2,3,4 e capitolo 5
Esercitazioni
Durante il corso sono state tenute esercitazioni numeriche in aula sugli argomenti
svolti, con discussione e soluzione di temi d’esame e problemi vari, ed elaborazione
dei risultati di semplici misure. Sono stati assegnati esercizi e problemi da risolvere
autonomamente in preparazione alle prove parziali.
CORSO DI FISICA GENERALE I
Secondo Semestre
Testo consigliato:
D. Halliday, R. Resnick, J: Walzer “Fondamenti di Fisica: meccanica Termologia” V°
Ed., Casa Editrice Ambrosiana, 2001.
Letture complementari, spunti per approfondimenti si possono ad esempio trovare in:
- Alonso, Finn, Fisica Generale – Meccanica e Termodinamica. Casa Editrice
Ambrosiana, Milano 1999.
- Taylor J.R., Introduzione all’analisi degli errori. Zanichelli Editore, Bologna 1999.
- Complementi di Analisi Matematica.
- Programma
- Grandezze fisiche e misura (con un esercitazione pratica)
- Dinamica della particella e dei sistemi di particelle
- Corpo rigido: statica e dinamica delle rotazioni con asse fisso
- Fluidi: statica e dinamica: modello cinetico dei gas ideali (cenni)
- Temperatura e principi della termodinamica (cenni)
- Lezioni ed esercizi
- 10 lezioni di due ore + 10 lezioni di tre ore (inclusi esercizi) = 50 ore
- 4 ore di laboratorio virtuale
- circa 4 ore supplementari di esercizi di calcolo per preparazione prove parziali
- Criteri di valutazione
- Due prove scritte parziali con orario ridotto, oppure:
- esame scritto ed orale tradizionali
- Ricevimento
- Venerdì ore 12-13 - contatto continuo per posta elettronica