Programma

Anno Accademico 2016-17
Programma di Fisica
Corso di Laurea Scienze Naturali (Prof. M. Bruschi)
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Metodo scientifico
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Introduzione. Grandezze fisiche: definizione operativa. Unità di misura. La
“lunghezza”. Grandezze fondamentali e grandezze derivate. Calcolo dimensionale.
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Riferimenti. Punto materiale. Coordinate.
CINEMATICA
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Movimento. Traiettoria e ascissa curvilinea. Legge oraria. Moto unidimensionale.
Velocità media. Velocità istantanea.
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Funzioni primitive e derivate. Derivate: regole del giuoco. Differenziali. Integrale
come operatore inverso del differenziale.
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Accelerazione: definizione ed esempi. Moto sulla traiettoria. Moto uniforme. Moto
uniformemente accelerato. Moto circolare . Velocità angolare. Moto armonico.
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Integrali primi: moto uniformemente accelerato e moto armonico.
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Vettori. Definizioni. Somma. Prodotti scalare e vettoriale. Componenti di un vettore
in un riferimento. Derivate di vettori.
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Velocità ed accelerazione vettoriali. Proiezione sugli assi cartesiani. Accelerazione
normale e tangenziale. Balistica.
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
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Forze. Misura statica .
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Sistemi inerziali (introduzione critica).
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Le tre leggi della dinamica.
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Forza di gravità e forza peso. Massa inerziale e gravitazionale.
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Forze vincolari. Tensione. Forze di attrito. Piano inclinato. Pendolo. Forza elastica.
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Composizione delle velocità e delle accelerazioni. Riferimenti non inerziali. Forze
apparenti..
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Campi vettoriali. Lavoro: definizione, proprietà, esempi. Energia cinetica. Teorema
delle forze vive. Campi di forze conservativi. Potenziale. Esempi: forza peso, di
gravità, elastica, centrifuga. Energia potenziale. Energia totale. Conservazione
dell’energia.
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Quantità di moto. Momenti. Momento angolare.
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Leggi di Keplero. Velocità di fuga. Orbite circolari. Orbite chiuse e aperte: energia
come discriminante.
DINAMICA E STATICA DEI SISTEMI
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Baricentro. Momenti di inerzia. Espressione dell’energia meccanica per i sistemi.
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Sistemi rigidi.
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Equazioni cardinali.
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Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Esempi: pendolo
fisico, puro rotolamento...Fenomeni e forze impulsive: urti e esplosioni.
MECCANICA DEI FLUIDI
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Fisica del continuo e del discreto. Fluidi. Pressione. Principio di Archimede. Centro
di spinta. Linee di corrente e tubi di flusso. Fluidi perfetti, moto stazionario. Portata.
Teorema di Bernoulli. Idrostatica. Principio di Pascal e legge di Stevino. Esempi:
velocità di efflusso, pressa idraulica, tubo di Venturi.
TERMODINAMICA
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Evoluzione storica del concetto di calore. Punto di vista microscopico e
macroscopico.
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Temperatura. Termometro. Principio Zero della termodinamica.
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Sistemi e stati termodinamici. Parametri di stato.
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Pressione. Lavoro.
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Cambiamenti di stato; calori latenti.
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Capacità termica e calore specifico. Temperatura assoluta. Distribuzione di Maxwell
(cenni). Trasformazioni reversibili e non reversibili.
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Primo Principio della Termodinamica.
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Funzioni di stato. Energia interna.
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Gas perfetti. Equazione di stato. Diagrammi PV. Trasformazioni isocore, isobare e
isoterme. Seconda esperienza di Joule. Energia interna dei gas perfetti.
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Gas reali. Temperatura critica.
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Secondo Principio della Termodinamica: enunciati di Clausius e di Kelvin e loro
equivalenza. Problema del moto perpetuo.
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Rendimento di una macchina termica. Teorema di Carnot (senza dimostrazione)
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Entropia. Significato microscopico-statistico dell`entropia: ordine e disordine.
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Terzo Principio della Termodinamica.
ELETTRICITÀ
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Fenomeni elettrici: introduzione storica. Carica elettrica. Legge di Coulomb.
Costante dielettrica. Campo elettrico. Linee di forza; criterio di Faraday. Dipolo
elettrico. Flusso del campo. Concetto di angolo solido. Teorema di Gauss (senza
dimostrazione). Campo di una distribuzione di cariche a simmetria sferica; di un filo
infinito; di uno strato.
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Operatore Nabla: gradiente, divergenza e rotazione.
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Forza elettrica come forza conservativa: linee di forza e superfici equipotenziali.
Potenziale elettrico. Circuitazione del campo elettrico. Potenziale e campo elettrico
all`interno e sulla superfice di un conduttore.
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Potere delle punte. Induzione. Induzione completa. Capacità di un conduttore.
Condensatori: sferici, cilindrici, piani. Condensatori in serie e parallelo.Dielettrici:
costante dielettrica relativa.
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Corrente. Vettore densità di corrente. Equazione di continuità. Leggi di Kirchoff.
Legge di Ohm. Resistività. Resistenze in serie e parallelo. Effetto Joule.
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Generatori. Pila.
MAGNETISMO
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Fenomeni magnetici. Campo di induzione magnetica B. Forza di Lorentz. Prima e
seconda Regola di Laplace. Esempi. Legge di Biot-Savart. Spire, fili infiniti. Flusso
di B.
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Circuitazione di B, teorema di Ampere (senza dimostrazione)
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Magnetismo nella materia: aspetti atomici. Interpretazione microscopica del dia-paraferro-magnetismo (cenni). Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-NeumannLenz. Alternatori.
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