Programma del corso di Fisica Generale Ing. Civile e Ambientale a.a

Programma del corso di Fisica Generale
Ing. Civile e Ambientale a.a 2010-11
Titolare del corso: L. Pasquali
Metodo scientifico, grandezze fisiche, dimensioni, sistema di unità di misura, il sistema internazionale.
Cifre significative, sistema di riferimento spaziale e temporale, approssimazione di punto materiale, corpi
estesi, corpi continui e discreti.
Introduzione ai vettori. Somma, sottrazione, prodotto scalare e vettoriale.
Cinematica. Moto del punto metariale, velocità e accelerazione. Moto uniforme e uniformemente accelerato.
Moto circolare uniforme; moto vario; accelerazione centripeta e tangenziale. Trasformazione delle velocità
per cambiamento di sistemi di riferimento in moto uniforme.
Primo principio della dinamica e II legge di Newton. Equazione del moto. Terzo principio della dinamica.
Vincoli e reazioni vincolari. Equilibrio del punto materiale. Piano inclinato liscio. Macchina di Atwood.
Le interazioni fondamentali. Forza elettrica e gravitazionale. Forze di attrito radente e viscoso. Forza peso.
Forza elastica. Campi elettrico e gravitazionale, additività dei campi. Lavoro. lavoro di una forza costante e di
forza elastica. Teorema dell'energia cinetica
Forze conservative, energia potenziale.
Energia potenziale di forza peso, forza elastica, forza gravitazionale e forza elettrica. Conservazione
dell'energia meccanica. Diagrammi dell'energia ed equilibrio.
Quantità di moto, conservazione della quantità di moto. Impulso. Urti in una e due dimensioni. Centro di
massa per insieme discreto di punti materiali e per un corpo esteso.
Centro di massa e suo moto. I equazione cardinale per dinamica dei sistemi. Cinematica rotazionale. Corpo
rigido. Energia cinetica rotazionale e momento di inerzia.
Calcolo di momenti di inerzia e centro di massa. Moto del razzo.
Moto rotatorio corpo rigido. Momento di una forza e mometo angolare. Teorema del momento angolare. II
equazione cardinale per la dinamica dei sistemi. Cambiamento del polo per il calcolo del momento di una
forza. Coppia di forze. Sistemi di forze equivalenti. Sistema di forze parallele. Equilibrio statico del corpo
rigido. La trave orizzontale. Scala inclinata.
Corpo rigido sotto l'azione di momento meccanico diverso da zero. Moti di rotazione del corpo rigido.
Precessione del momento angolare.
Il bilancere piano e inclinato in rotazione. Lavoro ed energia cinetica per moto di rotazione del copro rigido.
Conservazione del momento angolare. Moto di una trottola - giroscopio. Moto di rotolamento. Teorema di
Huygens-Steiner. Moto in presenza di forze centrali.
Le leggi di Keplero.
Il pendolo semplice. Pendolo fisico. Oscillatore armonico smorzato. Oscillatore armonico forzato
Definizione di onda, forma matematica di un'onda. Onde sferiche e piane. Onde trasversali e longitudinali.
Mezzo elastico. Onde armoniche. Principio di sovrapposizione. Aspetti energetici legati a propagazione
ondosa. Intensità. fenomeni interferenziali: interferenza e battimenti. onde stazionarie, principio di HuygensFresnel, riflessione, rifrazione.
Forza di Coulomb, Campo elettrico, linee di forza del campo. Campo generato da distribuzioni discrete e
continue di carica (linea, superficie, volume). Calcolo del campo elettrico generato da un filo rettilineo
indefinito.
Flusso di campo vettoriale e concetto di angolo solido. Teorema di Gauss. Conservatività del campo elettrico.
Il potenziale elettrico. Energia potenziale elettrica. Uso del teorema di Gauss per il calcolo del campo
elettrico di sfera, filo e piano uniformemente carichi. Dipolo elettrico; potenziale di una sfera carica
uniformemente. Pendolo carico. Spira carica uniformemente.
Densità di corrente, corrente, modello microscopico per la conduzione, conducibilità, legge di Ohm. Forza
elettromorice. Legge di Ohm generalizzata.
Potenza dissipata. Resistenze in serie e parallelo. Leggi di Kirchhoff. Circuiti elettrici.
Campo di induzione magnetica. Legge di Biot e Savart. Campo generato da un filo rettilineo. Forza di
Lorentz. Teorema di Ampère. Flusso del campo B. Azioni meccaniche su spira percorsa da corrente. Campo
generato da una spira. Il solenoide e campo di induzione magnetica generato. Legge di Faraday-Lenz e
forza elettromotrice indotta. Tensione alternata prodotta in una spira rotante in un campo di induzione
magnetica. Le quattro equazioni di Maxwell in forma integrale.