Università degli Studi di Foggia
Dipartimento di Scienze Agrarie, degli Alimenti e dell’Ambiente
AiQ-CdS
SAFE
Corso di Laurea in Ingegneria dei Sistemi Logistici per l’agro-alimentare
Anno Accademico 2014/2015
Scheda dell’insegnamento: Corso Integrato di Fisica Generale - I modulo
Docente: Rosaria Annalisa Intonti
Codifica di Ateneo dell’insegnamento1
124036
S.S.D. dell’insegnamento
FIS01 - Fisica Sperimentale
Anno di Corso
I
Crediti (CFU)
6
Periodo
II Semestre (2/03/2015-20/06/2015)
Prerequisiti
Calcolo vettoriale, calcolo differenziale ed integrale.
Propedeuticità
Analisi
ORGANIZZAZIONE DIDATTICA
Lezioni ex-cathedra e/o seminari
CFU: 5.0
Ore: 40
Esercitazioni in aula e/o di laboratorio
CFU: 1.0
Ore: 16
Obiettivi formativi
Il corso di Fisica Generale si propone di far acquisire agli
studenti i concetti fondamentali della Fisica Classica, fornendo
loro i principi, le metodologie e le conoscenze fisiche di base
propedeutiche agli insegnamenti degli anni successivi
Risultati d’apprendimento
Lo studente acquisirà le nozioni di base relative alla Meccanica e
alla Termodinamica, con particolare attenzione alla risouzinoe di
problemi ed esercizi.
Modalità di erogazione dell’insegnamento
(tradizionale, a distanza, e-learning…)
tradizionale
Testi consigliati, materiale didattico di
consultazione
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci - “Elementi di Fisica - Vol. I”,
EdiSES – Napoli
Materiale didattico EVENTUALMENTE fornito a lezione dal
docente, su specifici argomenti.
Strumenti e attività a supporto della didattica
Le lezioni e le esercitazioni potranno essere svolte, ove
necessario, con il supporto della videoproiezione.
Modalità e criteri di verifica dell’apprendimento
Esame scritto comprendente esercizi numerici seguito da esame
orale relativo alla teoria ed alle applicazioni descritte durante il
corso.
Altre informazioni reperibili sul sito web
Orari delle lezioni ed eventuali spostamenti; orari di ricevimento
del docente; calendario degli esami; indirizzo di posta elettronica
del docente, curriculum del docente.
Programma dettagliato dell’insegnamento, materiali e metodi didattici:
-
Indicare in dettaglio:
argomento delle lezioni d’aula e relativi testi/materiali per lo studio/approfondimento;
argomento delle esercitazioni e laboratorio presso il quale verranno realizzate;
1 La codifica d’Ateneo dell’insegnamento può essere richiesta telefonicamente o via e-mail alla dott.ssa Valeria Gentile (c/o Segreteria
Didattica di Facoltà, tel. 0881/589301, e-mail: [email protected]).
-
luogo di svolgimento delle visite guidate, finalità delle stesse ed eventuale carattere di interdisciplinarietà con altri
insegnamenti dello stesso corso di studio o di altri corsi di studio.
Lezioni in aula
1.
La misura in Fisica: Grandezze fisiche, campioni ed unità di misura. Precisione e cifre significative. Analisi
dimensionale.
2.
Cinematica del punto materiale: Introduzione. Moto unidimensionale o rettilineo: equazione oraria, velocità
e accelerazione media e istantanea. Esempi di Moto unidimensionale: Moto verticale di un corpo, moto armonico
semplice e smorzato. Velocità e accelerazione in funzione della posizione. Moto relativo unidimensionale. Moto nel
piano: concetto di traiettoria, ascissa curvilinea, centro e raggio di curvatura. Vettori posizione, velocità e accelerazione.
Componenti cartesiane, polari, tangenziali e normali alla traiettoria della velocità e dell’accelerazione. Moto in 3
dimensioni o nello spazio. Esempi di moto piano: velocità e accelerazione angolare. Moto circolare e relazioni vettoriali
tra r, v, a, Moto dei gravi.
3.
Dinamica del punto materiale: Interazioni fondamentali. Principio di inerzia e introduzione al concetto di
forza. Sistemi di riferimento inerziali. Leggi di Newton. Quantità di moto e impulso. Esempi di forze: forza peso,
elastica, di attrito statico e dinamico, reazioni vincolari, tensioni. Pendolo semplice e conico. Energia cinetica, Lavoro,
Potenza. Lavoro e variazione dell’energia cinetica. Forme differenziali esatte. Forze conservative. Energia potenziale e
conservazione dell’energia meccanica. Lavoro delle forze non conservative e principio di conservazione dell’energia.
Analisi dei diagrammi di energia potenziale. Momento della quantità di moto. Momento di forza. Teorema del momento
angolare.
4.
Moti relativi: sistemi di riferimento in moto relativo traslatorio, rotatorio, roto-traslatorio. Teorema delle
velocità relative. Teorema di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali. Forze apparenti. Principio di relatività
Galileiana.
5.
Dinamica dei sistemi di punti materiali: Forze esterne ed interne. Centro di massa. I e II equazione cardinale
del moto. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Condizioni di equilibrio. Proprietà del centro
di massa. Sistema CM. Teoremi di König. Lavoro ed energia cinetica. Energia potenziale. Riduzione di sistemi di forze
applicate. Baricentro.
6.
Dinamica del corpo rigido: Definizione e proprietà dei corpi rigidi. Densità e posizione del centro di massa.
Moto di un corpo rigido. Corpo rigido in rotazione attorno ad un asse fisso: energia cinetica, momento angolare e
momento di inerzia. Assi principali di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Pendolo composto. Asse istantaneo di
rotazione. Impulso angolare e momento dell’impulso. Moto di puro rotolamento. Corpo rigido libero. Equazioni
cardinali del moto. Teoremi di König. Equilibrio statico del corpo rigido.
7.
Urti: Forze impulsive. Urti in sistemi isolati/non isolati. Urti elastici e anelastici. Applicazione ai sistemi di
due particelle. Urti centrali. Urti tra punti materiali e corpi rigidi. Urti con corpi rigidi liberi/vincolati.
8.
Oscillazioni: Equazione differenziale dell’oscillatore armonico e sue proprietà. Energia dell’oscillatore
armonico. Somma di moti armonici. Oscillatore armonico forzato e smorzato.
9.
Campi di forze centrali: Proprietà e leggi di conservazione. La forza gravitazionale. Massa inerziale e
gravitazionale. Legge di gravitazione universale. Campo e potenziale gravitazionale. Moto di un corpo soggetto alla
forza gravitazionale. Leggi di Keplero.
ELEMENTI DI TERMODINAMICA STATISTICA
10. Sistema termodinamico. Variabili microscopiche e macroscopiche. Gas perfetti. Energia cinetica molecolare e
temperatura. Energia interna di un gas perfetto. Energia interna e Lavoro. Sistemi statistici: calore e lavoro.
Equilibrio statistico. Distribuzione di maxwell Boltzmann. Definizione statistica di Temperatura. Distribuzione
in velocità ed energia delle Molecole di un gas perfetto. Equilibrio termico. Entropia e probabilità (Legge di
Nernst).
University of Foggia
Department of the Sciences of Agriculture, Food Environment
Bachelor Degree Programme
Academic Year: 2014/2015
Subject title: General Physics
AiQ-CdS
SAFE
Lecturer: Rosaria Annalisa Intonti
Academic year
2014-15
SSD (scientific area)
Experimental Physics (FIS/01)
CFU (Credits)
6
Programme year
I
Academic period
II Semester
TEACHING ORGANIZATION:
Lectures /seminars
Credits 5.0
Hours 40
Practical activities
Credits 1.0
Hours 16
Objectives
The course of Physics aims to give the students the knowledge
of the laws of basic physics which are the basis for many of the
courses they will attend to obtain the degree.
Expected learning results
At the end of the course the students will have a full knowledge
of the basis principles of Newtonian physics. Students will also
be able to perform numerical calculations.
Textbooks
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci - “Elementi di Fisica - Vol. I”,
EdiSES – Napoli
Lecture notes on specific arguments.
Mode of delivery of teaching (traditional, at a
distance, e-learning..)
traditional
Examination method
Written and oral tests including numerical applications and
theory.
Teaching programme (summary):
1.
The measurement in Physics: Observables, base units and measurements. Precision and Significant digits.
Dimensional analysis.
2.
Kinematics of pointlike particles: Introduction. Motion in one dimension. Equations of Motion, average and
instant velocity and acceleration. Examples of one-dimensional motion: vertical motion, harmonic motion
(normal and damped). Velocity and acceleration as a function of position. Motion in two dimensions:
trajectory, trajectory coordinates, curvature. Ray vector, velocity and acceleration in two and three dimensions.
Coordinates changes: plane, polar and tangent coordinates. Examples of motion in two and three dimensions.
Circular motion, definition of r, v, a, and their mutual relationship. Motion in the falling body.
3.
Dynamics of pointlike particles: Fundamental interactions. Principle of Inertia and introduction to FORCES.
Inertial frames and Newton Laws. Momentum and Impulse. Types of forces: weight, elastic force, friction,
constraints, tension. Motion of pendulum. Kinetic energy, Work, Power, relation between work and kinetic
energy. Conservative forces, potential energy, mechanical energy conservation theorem. Work in presence of
non-conservative forces, principle of conservation of energy. Potential energy graphs. Angular momentum,
torque and their relationship.
4.
Relative motion: reference frames in relative motion: case of pure translation, pure rotation, combined
rotation and translation. Relative velocity. Coriolis force. Non-inertial reference frames. Galilean relativity.
5.
Systems of pointlike particles: Internal and external forces. Center of Mass. Equations of Motion. Momentum
and Angular Momentum conservation laws. Equilibrium conditions. Reference frame of the Center of Mass.
König theorems. Work and kinetic energy. Potential energy. Systems of forces. Center of Gravity.
6.
Rigid Bodies: Main properties of rigid bodies. Density and center of mass. Motion of rigid bodies. Rotation:
kinetic energy, angular momentum and moment of inertia. Principal axis of Inertia. Huygens-Steiner theorem.
Compound pendulum. Axis of instant rotation. Angular Impulse and its properties. Pure rotating motion.
Equations of motion. König theorems for a rigid body. Statics for a rigid body.
7.
Collision: Forces in collisions. Collisions for isolated and non-isolated systems. Elastic and inelastic collisions.
Central collisions. Collisions between pointlike particles and rigid bodies. Collisions in presence of constraints.
8.
Oscillations: Harmonic oscillator: equations and general properties. Energy. Combination of harmonic
oscillation. Damped and driven harmonic oscillations.
9.
Central Forces: Main properties and conservation laws. Gravity. Inertial and gravitational mass. Laws of
gravity. Gravity field and potential. Laws of Keplero.
ELEMENTS OF STATISTICAL THERMODINAMICS
10. Definition of a thermodynamic system. Macroscopic and microscopic variables. Ideal gases. Molecular kinetic
energy and its relation to temperature. Internal energy of an ideal gas. Internal energy and work. Statistical
ensembles: heat and work. Statistical equilibrium. Maxwell-Boltzmann distribution. Statistical definition of
temperature. Velocity and energy distribution of molecules in ideal gases. Thermal equilibrium. Entropy and
probability (Nernst law).
