Università di Roma Tor Vergata Facoltà d'Ingegneria
PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I A.A. 2011/2012
Prof. E. Milani
I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Fisica Generale - Meccanica e Termodinamica” di S.
Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, Ed. Ambrosiana.
Sono prerequisiti del corso la conoscenza di algebra vettoriale, trigonometria, fondamenti del calcolo
differenziale e integrale
Si consiglia fortemente la lettura dei Capitoli 1 e 2.
Si consiglia inoltre di leggere attentamente gli esempi proposti sul libro ad ogni paragrafo, che non vanno
studiati ma considerati come esercizi risolti.
CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE
3.1 Introduzione. 3.3 Lo schema del punto materiale. 2.15 Vettore posizione e sistemi di coordinate. 3.4
Equazione vettoriale del moto: traiettoria e legge oraria. 3.5 Introduzione al concetto di velocità. 3.6 Il
vettore velocità. 3.8 Rappresentazione cartesiana della velocità. 3.9 Accelerazione. 3.16 Il problema
inverso della cinematica. 3.12 Moti rettilinei. 3.14 Moto oscillatorio armonico. 3.17 Moto con
accelerazione costante: i gravi. 3.7 Rappresentazione intrinseca della velocità. 3.10 Espressione intrinseca
dell’accelerazione. 3.13 Moti circolari (escluso 3.13.6).
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
4.1 Introduzione 4.2 Interazioni e ambiente 4.3 Forze. 4.4 Definizione operativa delle forze. 4.6
Introduzione ai principi della dinamica. 4.7 Primo principio della dinamica. 4.8 Secondo principio della
dinamica. 4.9 Massa inerziale. 4.10 Principio di azione e reazione. 5.1 Introduzione 4.5 Reazioni
vincolari. 5.6 Attrito radente. 5.5 Forze che dipendono dalla velocità. 5.2 Forze costanti. 5.7 Dinamica
dei moti circolari. 5.3 Forze elastiche e legge di Hooke. 5.10 Oscillazioni smorzate (cenni). 5.11
Oscillazioni forzate e risonanza. 5.4 Il pendolo semplice. 4.12 Momento angolare.
MOTI RELATIVI
3.18 Cinematica dei moti relativi: introduzione. 3.24 Velocità e accelerazione nei moti relativi. 3.19 Leggi
di trasformazione di velocità e accelerazione. 3.20 Moto relativo di traslazione rettilinea. 3.21
Trasformazioni di Galileo. 3.22 Moto relativo di rotazione. 3.23 Moto relativo di rototraslazione. 5.8
Dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali. 5.9 Sistema di riferimento terrestre
LAVORO ED ENERGIA PER IL PUNTO MATERIALE
6.1 Introduzione. 4.11 Quantità di moto e impulso. 6.2 Lavoro di una forza. 6.3 Energia cinetica - teorema
delle forze vive. 6.12 Potenza. 6.4 Campi di forze conservative. 6.5 Alcuni campi conservativi. 6.6 Forze
non conservative. 6.7 Conservazione dell’energia meccanica. 6.8 Trasformismo dell’energia. 6.11
Macchine semplici. 6.14 Energia potenziale e stabilità dell’equilibrio.
DINAMICA DEI SISTEMI
7.1 Introduzione. 7.2 Centro di massa. 7.3 Quantità di moto e moto del centro di massa (compreso
Esempio 7-7). 7.4 Momento angolare di un sistema. 7.5 Equazioni cardinali. 7.7 Sistemi di forze parallele
e baricentro. 7.8 Moto rispetto al centro di massa. 7.12 Fenomeni d’urto. 7.13 Urti unidimensionali.
CORPI RIGIDI
8.1 Introduzione. 8.10 Statica dei corpi rigidi. 8.2 Cinematica dei sistemi rigidi. 8.3 Momenti di inerzia.
8.4 Dinamica dei sistemi rigidi con asse fisso (tranne 8.4.2). 8.5 Conservazione del momento angolare
assiale. 8.6 Energia cinetica di un sistema rigido. 8.11 Fenomeni elastici (cenni).
FENOMENI ONDULATORI
11.1 Introduzione. 11.2 Equazione differenziale delle onde. 11.12 Intensità delle onde sonore. 11.3
Sovrapposizione di onde. 11.4 Interferenza. 11.5 Onde stazionarie. 11.6 Battimenti e velocità di gruppo.
11.9 Onde stazionarie su corda vibrante. 11.19 Effetto Doppler. 11.18 Diffrazione. 11.16 Legge della
riflessione. 11.17. Rifrazione.
ELEMENTI DI MECCANICA DEI FLUIDI
10.1 Introduzione. 10.3 Pressione. 10.4 Equazione della statica. 10.5 Legge di Archimede. 10.7 Dinamica
dei fluidi. 10.8 Equazione di continuità. 10.9 Teorema di Bernoulli.
TERMOMETRIA E CALORIMETRIA
12.1 Introduzione. 12.2 Coordinate termodinamiche. 12.3 Pareti adiabatiche e diatermiche: equilibrio
termico. 12.4 Principio zero e temperatura. 12.5 Temperatura del termometro a gas perfetto. 13.5
Capacità termica. 13.4 Trasmissione del calore (cenni). 12.7 Trasformazioni termodinamiche. 12.8
Termostati (serbatoi). 12.10 Lavoro termodinamico.
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
13.10 Esperimento di Joule. 13.1 Energia e sistemi termodinamici. 13.2 Lavoro adiabatico ed energia
interna. 13.3 Primo principio e calore. 12.9 Equazione di stato dei gas (escluso 1.9.2). 13.6 Proprietà dei
gas ideali.
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
4.1 Introduzione. 14.2 Come ottenere lavoro da un serbatoio di calore. 14.3 Enunciato di Kelvin-Planck:
macchine termiche. 14.4 Enunciato di Clausius: macchine frigorifere. 14.5 Equivalenza dei due enunciati.
14.6 Macchine reversibili e ciclo di Carnot. 14.7 Teorema di Carnot. 14.8 Macchina reversibile a gas
perfetto. 14.10 Rendimento delle macchine di Carnot. 14.11 Teorema di Clausius. 14.12 Entropia. 14.13
Entropia e rendimento. 14.14 Traccia di una trasformazione ed energia degradata. 14.15 Entropia dei
sistemi idrostatici e piano [S,T] 14.17 Entropia e probabilità. 14.16 Energie libere.
TEORIA CINETICA DEI GAS
12.11 Metodo statistico. 13.7 Aspetti microscopici.
Università di Roma Tor Vergata Facoltà d'Ingegneria
PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA GENERALE I A.A. 2011/2012
Prof. E. Milani
I numeri dei paragrafi si riferiscono al testo “Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica” di P.
Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES.
Sono prerequisiti del corso la conoscenza di algebra vettoriale, trigonometria, fondamenti del calcolo
differenziale e integrale
Si consiglia fortemente la lettura delle Appendici B e C.
Si consiglia inoltre di leggere attentamente gli esempi proposti sul libro ad ogni paragrafo, che non vanno
studiati ma considerati come esercizi risolti.
CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE
1.1 Introduzione. 2.1 Moto nel piano. Posizione e velocità (in “Componenti polari della velocità” solo eq.
2.4). 2.2 Accelerazione nel moto piano (in “Componenti cartesiane dell’accelerazione” solo il primo e
l’ultimo paragrafo). 2.5 Moto nello spazio. 2.7 Alcune osservazioni sulla cinematica del punto. 1.2 Moto
rettilineo. 1.3 Velocità nel moto rettilineo. 1.4 Accelerazione nel moto rettilineo. 1.5 Moto verticale di un
corpo. 2.4 Moto parabolico dei corpi. 1.6 Moto armonico semplice. 2.3 Moto circolare (fino eq. 2.13 ma
compresa “Notazione vettoriale” tranne eq. 2.18).
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
3.1 Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza. 3.2 Leggi di Newton. 3.4 Risultante delle forze.
Equilibrio. Reazioni vincolari. 3.5 Classificazione delle forze. 3.6 Azione dinamica delle forze. 3.7 Forza
peso. 3.8 Forza di attrito radente. 3.9 Piano inclinato. 3.11 Forza di attrito viscoso. 1.7 Moto rettilineo
smorzato esponenzialmente. 3.12 Forze centripete. 3.14 Tensione dei fili. 3.10 Forza elastica. 10.1
Richiamo delle proprietà già viste. 10.5 Somma di moti armonici su assi ortogonali (lettura). 10.6
Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa (lettura). 10.7 Oscillatore armonico forzato (da
“Studio della risposta in funzione di ”: lettura). 3.13 Pendolo semplice. 4.7 Momento angolare.
Momento della forza. (esclusa eq. 4.17).
MOTI RELATIVI
5.1 Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative. 5.2 Sistemi di riferimento inerziali. Relatività
galileiana. 5.3 Moto di trascinamento traslatorio rettilineo. 5.4 Moto di trascinamento rotatorio uniforme.
5.5 Alcuni commenti (lettura).
LAVORO ED ENERGIA PER IL PUNTO MATERIALE
3.3 Quantità di moto. Impulso. 4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica. (esclusa eq. 4.1). 4.2 Lavoro della
forza peso. 4.3 Lavoro di una forza elastica. 4.4 Lavoro di una forza di attrito radente. 4.5 Forze
conservative. Energia potenziale. 4.6 Conservazione dell’energia meccanica. 10.3 Energia dell’oscillatore
armonico. 4.7 Momento angolare. Momento della forza. (eq. 4.17). 4.8 Alcune osservazioni sulla
dinamica del punto. 11.1 Forze centrali. 11.2 La forza gravitazionale. 11.5 Energia potenziale
gravitazionale. (escluso “Energia potenziale di una massa sferica”). 11.4 Campo gravitazionale.
DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI
6.1 Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne. 6.2 Centro di massa di un sistema di punti. Teorema
del moto del centro di massa. 7.2 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. 6.3
Conservazione della quantità di moto. 8.1 Urti tra due punti materiali. 8.2 Urto completamente anelastico.
8.3 Urto elastico. 8.4 Urto anelastico. 6.4 Teorema del momento angolare 6.5 Conservazione del
momento angolare. 6.7 Teoremi di Koenig. 6.10 Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi.
6.6 Sistema di riferimento del centro di massa.
CORPI RIGIDI
7.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. 7.11 Equilibrio statico di un corpo rigido. 7.3 Moto di un
corpo rigido. 7.4 Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale. (escluso
“Non parallelismo tra L e ω, precessione del momento angolare”). 7.5 Momento d’inerzia. 7.6 Teorema
di Huygens-Steiner. 7.8 Moto di puro rotolamento. 7.9 Impulso angolare. Momento dell’impulso. 7.10
Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. 7.13 Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi.
FENOMENI ONDULATORI (“Elementi di Fisica - Meccanica e Termodinamica” di P. Mazzoldi, M.
Nigro, C. Voci, Ed. EdiSES)
16.1 Fenomeni ondulatori. 16.2 Onde piane armoniche. 16.6 Onde sonore armoniche. (escluse eq. 16.22,
16.23, 16.24, 16.25, 16.29). 16.7 Effetto Doppler. Onda d’urto. 16.8 Interferenza di onde sonore
armoniche. 16.9 Onde stazionarie in una corda tesa. 16.10 Onde stazionarie in una colonna di gas. 16.11
Battimenti.
ELEMENTI DI MECCANICA DEI FLUIDI
9.1 Generalità sui fluidi. Pressione. 9.2 Equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso. 9.3
Principio di Archimede. 9.5 Moto di un fluido. Regime stazionario. Portata. 9.6 Teorema di Bernoulli. 9.7
Applicazioni del teorema di Bernoulli.
TERMOMETRIA E CALORIMETRIA
12.1 Sistemi e stati termodinamici. 12.2 Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico.
12.3 Definizione di temperatura. Termometri. 13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. (solo
“Legge isobara di Volta-Gay Lussac” e “Legge isocora di Volta-Gay Lussac”). 13.2 Termometro a gas
ideale a volume costante. 12.7 Calorimetria. 12.8 Processi isotermi. Cambiamenti di fase. 12.4 Sistemi
adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. 12.9 Trasmissione del calore.
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna. 12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro
e calore. 13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. 13.3 Trasformazioni di un gas. Lavoro.
13.4 Calore. Calori specifici. 13.5 Energia interna del gas ideale. 13.6 Studio di alcune trasformazioni.
13.7 Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot.
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
14.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica. 14.2 Reversibilità e irreversibilità. 14.3
Teorema di Carnot. 14.5 Teorema di Clausius. 14.6 La funzione di stato entropia. 14.7 Il principio di
aumento dell’entropia. 14.8 Calcoli di variazioni di entropia. 14.11 Conclusioni termodinamiche
sull’entropia.
TEORIA CINETICA DEI GAS
13.10 Teoria cinetica dei gas. 13.11 Significato cinetico di temperatura e calore.
