Università degli Studi di Catania- Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale
Corso di Laurea in Ingegneria Civile e Ambientale (L-7)
Anno Accademico 2013 - 2014
CORSO DI FISICA 1 (N° 9)
http://www.ing.unict.it/it/didattica/insegnamenti/materia/10900
Docente del corso: Prof. Stefano Romano
Stanza N° 302 – INFN - Laboratori Nazionali del Sud
Tel. 095542380, e-mail: [email protected]
Orario ricevimento: Lunedì: ore 11.00-13.00; Mercoledì: ore 15.00-17.00; Giovedì 08:00-10.00 consultabile
www.ing.unict.it
OBIETTIVI DEL CORSO
sul sito
Il corso ha la finalità di fornire conoscenze di base sulle leggi fisiche della
meccanica e della termodinamica e sulle applicazioni delle leggi in problemi sulla
dinamica dei sistemi.
La metodologia didattica del corso prevede lezioni frontali ed esercizi scritti svolti
alla lavagna
PROPEDEUTICITÀ
Analisi Matematica 1
FREQUENZA LEZIONI
Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso, cfr.
Punto 3.4 del Regolamento Didattico del CL in Ingegneria Civile e Ambientale.
TESTI DI RIFERIMENTO
1. MAZZOLDI, NIGRO, VOCI – Elementi di Fisica: Meccanica, Termodinamica
(EdiSES)
2. Mencuccini, Silvestrini – Fisica I (Liguori Editore)
MATERIALE DIDATTICO
Compiti di esami e informazioni sul corso possono esseri reperiti su
Studium.unict.it
ESERCITAZIONE
Sono previste 20-25 ore di esercitazione alla lavagna
Prove d’esame
L’esame consiste di una prova scritta e
di una prova orale. L’esame si
considera superato se vengono
superate entrambe le prove. Durante
il corso vengono svolte tre prove in
itinere il cui esito positivo dà accesso
direttamente alla prova orale. Gli
appelli regolari sono in numero di 8,
secondo
quanto
previsto
dal
calendario accademico.
Modalità di iscrizione ad un appello
d’esame
La prenotazione per in appello
d’esame è obbligatoria e deve essere
fatta esclusivamente via internet
attraverso il portale studenti entro il
periodo previsto.
ESAMI DI PROFITTO
Date d’esame
www.ing.unict.it e/o portale Unict
PROGRAMMA DEL CORSO
1. INTRODUZIONE
Fenomeno - Grandezza fisica - Unità di misura - Equazione dimensionale - Errori di misura Approssimazione - Notazione scientifica.
Corso di Laurea in Ingegneria Civile e Ambientale (L-7)
Corso di: Fisica 1
2. VETTORI
Generalità - Rappresentazione di grandezze fisiche per mezzo di vettori - Operazioni sui vettori: somma,
differenza, prodotto di un vettore per uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale - Proprietà
commutativa – Proprietà associativa - Componenti di un vettore - Derivata di un vettore - Integrazione.
3. CINEMATICA
Velocità - Accelerazione - Legge oraria - Moto rettilineo uniforme - Moto rettilineo uniformemente
accelerato – Moto nel piano - Moto parabolico - Moto circolare uniforme.
4. DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE
Principio di inerzia - Massa inerziale - Forza: 2a legge di Newton - Principio di azione e reazione - Sistemi di
riferimento inerziali - Principio di Invarianza Galileana - Trasformazione Galileana - Legge di composizione
delle velocità – Leggi della forza: forza gravitazionale, forza peso, forza di attrito, forze elastiche, forze
viscose di resistenza del mezzo - Reazioni vincolari - Tensione dei fili - Moto lungo un piano inclinato Moti circolari: Forze centripete - Sistemi di riferimento non inerziali: forze fittizie - Quantità di moto.
Impulso - Momento angolare. Momento meccanico.
5. CONSERVAZIONE DELLA ENERGIA
Lavoro - Energia cinetica - Teorema delle forze vive - Forze conservative - Energia potenziale - Calcolo di
energia potenziale - Energia potenziale e forza: diagrammi di energia e stabilità dell’equilibrio - Forze
centrali – Conservazione dell'energia meccanica - Forze non conservative.
6. OSCILLAZIONI
Oscillatore armonico semplice: equazione del moto e soluzione - Sistema massa-molla - Pendolo semplice –
Energia cinetica e potenziale nei moti armonici semplici - Oscillatore armonico smorzato - Oscillatore
armonico forzato.
7. DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI
Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne - Centro di massa di un sistema di punti – Teorema del moto
del centro di massa - Conservazione della quantità di moto - Urti tra punti materiali: elastico, anelastico e
completamente anelastico - Momento angolare - Momento meccanico - Teorema del momento angolare –
Conservazione del momento angolare.
DINAMICA DEL CORPO RIGIDO E CENNI DI STATICA
Corpo rigido - Moto di un corpo rigido - Equazione del moto di un corpo rotante - Rotazioni rigide attorno
ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale - Momento di inerzia rispetto ad un asse fisso Teorema di Huygens-Steiner - Lavoro ed energia cinetica nel moto rotatorio - Pendolo composto – Moto
rototraslatorio - Moto di puro rotolamento - Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido - Statica.
8. GRAVITAZIONE
Forze centrali – la forza gravitazionale – massa inerziale e massa gravitazionale – campo gravitazionale –
energia potenziale gravitazionale.
9. MECCANICA DEI FLUIDI
Stati di aggregazione della materia - Definizione di fluido - Gas e liquidi – Fluidi ideali e fluidi reali –
Densità - Pressione - Statica dei fluidi - Principio di Pascal - Legge di Stevino - Spinta di Archimede Esperienza di Torricelli - Manometri e Barometri - Dinamica dei fluidi – Portata - Equazione di continuità Teorema di Bernoulli.
10. TERMOMETRIA E CALORIMETRIA
Equilibrio termico - Concetto di temperatura - Misura della temperatura - Temperatura Kelvin Definizione calorimetrica di calore - Capacità termica - Calori specifici e calori latenti - Caloria - Sorgenti
di calore - Equivalente meccanico del calore.
Programma A.A. 2013-14
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Corso di Laurea in Ingegneria Civile e Ambientale (L-7)
Corso di: Fisica 1
11. SISTEMI TERMODINAMICI
Sistemi e stati termodinamici - Punto di vista macroscopico - Coordinate termodinamiche - Equilibrio
termodinamico - Sistemi termodinamici semplici - Sistemi PVT - Equazione di stato - Equazione di stato dei
gas perfetti - Trasformazioni termodinamiche - Trasformazione quasistatica - Trasformazioni reversibili e
irreversibili - Trasformazione quasistatica reversibile.
12. CALORE, LAVORO E PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Lavoro in una trasformazione di un sistema PVT - Lavoro adiabatico - Energia interna - Definizione
termodinamica del calore - Primo principio della termodinamica - Forma differenziale del primo principio
della termodinamica – Energia interna di un gas ideale: esperimento di Joule - Calori specifici dei gas ideali:
Relazione di Mayer.
13. SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Conversione di lavoro in calore e viceversa - Macchine termiche - Ciclo Otto - Ciclo Diesel - Enunciato di
Kelvin Plance del secondo principio della termodinamica - Macchine frigorifere - Enunciato di Clausius del
secondo principio della termodinamica - Equivalenza dei due enunciati Ciclo di Carnot - Teorema di Carnot
- Macchina di Carnot - Temperatura termodinamica assoluta.
14. ENTROPIA
Teorema di Clausius - Entropia - Entropia e reversibilità - Entropia e irreversibilità - Il principio di aumento
dell’entropia - Calcoli di variazione di entropia - Entropia di un gas ideale - Entropia ed energia
inutilizzabile.
Programma A.A. 2013-14
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