UNIVERSITÀ degli STUDI di MESSINA
FACOLTÀ di SCIENZE MM.FF.NN.
Corso di Laurea triennale in Chimica Industriale
Programma di massima del corso di
FISICA GENERALE
A.A. 2009/10
MODULO A (6 CFU: 4 cfu Lezioni frontali + 2 cfu Esercitazioni)
Docente: A. Mandanici
Introduzione. Grandezze fisiche e unità di misura. Analisi dimensionale. Errori nelle misure. Elaborazione dei
dati sperimentali. Grandezze scalari e vettoriali.
Cinematica del punto. Moto rettilineo – velocità – accelerazione. Moto unidimensionale con accelerazione
costante. Moto rettilineo smorzato esponenzialmente. Moto in due dimensioni: vettori velocità e accelerazione.
Moto circolare. Moto parabolico. Moto nello spazio. Velocità relativa ed accelerazione relativa.
Dinamica del punto. Concetto di forza. Prima legge di Newton. Concetto di massa. Seconda legge di Newton.
Terza legge di Newton. Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari. Forza peso e accelerazione di
gravità. Forze d’attrito. Piano inclinato. Forza elastica. Forza di attrito viscoso. Pendolo semplice.
Lavoro ed energia. Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative ed
energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Momento angolare. Momento della forza.
Quantità di moto e urti. Quantità di moto. Impulso. Urti elastici e anelastici.
Dinamica dei sistemi di punti materiali. Centro di massa di un sistema di punti materiali. Conservazione della
quantità di moto e del momento angolare. Moto dei corpi rigidi. Energia cinetica rotazionale. Equilibrio statico
del corpo rigido.
Meccanica dei fluidi. Pressione. Legge di Pascal. Principio di Archimede. Dinamica dei fluidi. Teorema di
Bernoulli ed applicazioni. Moto laminare: legge di Hagen-Poiseuille. Moto vorticoso – numero di Reynolds.
Moto in un fluido – legge di Stokes.
Elementi di acustica. Oscillazioni e onde. Onde longitudinali e trasversali. Onde sinusoidali. Sovrapposizione
e interferenza di onde. Onde sonore.
Calorimetria e termodinamica. Temperatura e principio zero della termodinamica. Termometri e scale di
temperatura. Calorimetria, capacità termica, calore specifico. Processi isotermi, cambiamenti di fase.
Dilatazione termica di solidi e liquidi. Propagazione del calore. Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule,
equivalenza tra lavoro e calore. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche.
Equazione di stato dei gas perfetti. Calore specifico molare a volume costante e a pressione costante – relazione
di Mayer. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isocore di gas ideali. Trasformazioni cicliche. Trasformazioni
reversibili e irreversibili. Ciclo di Carnot. Gas reali. Equazione di Van der Waals. Teoria cinetica dei gas.
Secondo principio della termodinamica. Entropia. Terzo principio della termodinamica.
Testi consigliati
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica. Meccanica – Termodinamica, EdiSES 2001
R.A. Serway, Principi di Fisica – II edizione, EdiSES
D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, Fisica – 4a edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2000
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica. Onde, EdiSES 2002
G. Cannelli, Metodologie sperimentali in Fisica, EdiSES 2004.
UNIVERSITÀ degli STUDI di MESSINA
FACOLTÀ di SCIENZE MM.FF.NN.
Corso di Laurea triennale in Chimica Industriale
J. R. Taylor, Introduzione all’analisi degli errori, 1a edizione, Zanichelli
MODULO B (6 CFU: 4 cfu Lezioni frontali + 2 cfu Esercitazioni)
Docente: G. D'Angelo
Campo e potenziale elettrostatico. Isolanti e conduttori. Legge di Coulomb. Campo elettrostatico. Campo
elettrostatico e distribuzioni di carica. Linee di forza del campo elettrostatico. Moto di una carica in un campo
elettrostatico. Determinazione della carica elementare. Lavoro della forza elettrica. Potenziale elettrostatico.
Energia potenziale elettrostatica. Superfici equipotenziali. Teorema di Stokes e sue applicazioni. Il dipolo
elettrico ed il potenziale di un sistema di cariche nell'approssimazione di dipolo. Interazione tra dipoli. Legge di
Gauss e sue applicazioni. Strato superficiale di carica. Equazioni di Maxwell per l'elettrostatica. Equazioni di
Laplace e di Poisson.
Conduttori. Capacita' di un conduttore isolato. Schermo elettrostatico. Sistemi di conduttori. Condensatori.
Condensatori in parallelo ed in serie. Energia del campo elettrostatico. Energia di un sistema di cariche.
Dielettrici. La costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici. Campo elettrico all'esterno ed all'interno di un
dielettrico polarizzato. Induzione dielettrica e le equazioni generali dell'elettrostatica in presenza di dielettrici.
Energia elettrostatica nei dielettrici.
Corrente elettrica. Conduzione e corrente elettrica. Legge di conservazione della carica. Legge di Ohm.
Resistenza elettrica. Resistenze in serie ed in parallelo. Effetto Joule. Legge di Ohm generalizzata. Circuiti RC.
Leggi di Kirchhoff.
Campo magnetico. Linee di forza del campo magnetico. Legge di Gauss per il campo magnetico. Forza di
Lorentz. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Principio di equivalenza di Ampère. Moti di
particelle cariche in un campo magnetico uniforme.
Sorgenti del campo magnetico. Campo magnetico prodotto da una corrente. Legge di Ampere-Laplace. Legge
di Biot-Savart. Azioni elettrodinamiche tra circuiti percorsi da corrente. Legge di Ampere. Campi magnetici
prodotti da circuiti particolari. Flusso tra circuiti ed autoflusso. Equazioni di Maxwell della magnetostatica.
Proprieta' magnetiche della materia. Il concetto di magnetizzazione. Permeabilita' e suscettivita' magnetica.
Sostanze diamagnetiche, paramagnetiche e ferromagnetiche. Diagramma di stato dei materiali ferromagnetici.
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. L'induzione elettromagnetica e la legge di Faraday. Legge di
Lenz. Origine della forza elettromotrice indotta. Autoinduzione. Energia magnetica. Mutua induzione. Circuiti
accoppiati. La corrente di spostamento e la legge di Ampere-Maxwell. Equazioni di Maxwell.
Correnti alternate. Circuiti RLC. Risonanza. Metodo simbolico per i circuiti in corrente alternata.
Onde elettromagnetiche. Generalita' sui fenomeni ondulatori. Onde longitudinali e trasversali. Onde piane
armoniche. Analisi di Fourier. Onde elettromagnetiche piane. Polarizzazione. Energia di un'onda
elettromagnetica piana. Spettro delle onde elettromagnetiche. La velocita' della luce.
Riflessione e rifrazione delle onde. Interferenza e diffrazione. Principio di Huygens-Fresnel. Leggi della
riflessione e rifrazione. Formule di Fresnel. Fenomeni di interferenza. Sorgenti coerenti ed incoerenti.
Interferenza prodotta da due sorgenti. Interferenza di due onde luminose. Fenomeni di diffrazione.
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FACOLTÀ di SCIENZE MM.FF.NN.
Corso di Laurea triennale in Chimica Industriale
Ottica geometrica. Generalita'. Leggi della riflessione e della trasmissione. Prisma e dispersione. Legge di
Cauchy. Diottro. Lenti. Specchi. Microscopio ottico ed elettronico.
Testi consigliati:
Mazzoldi-Nigro-Voci. Fisica (Vol. II): Elettromagnetismo - Onde. (Editore: EdiSES)
R.A. Serway, Principi di Fisica – II edizione, EdiSES
D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, Fisica 2 – 4a edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2000
Modalità di svolgimento dell’esame.
L’esame finale consiste in una prova scritta ed un colloquio sui vari argomenti trattati durante le lezioni.
Saranno valutati anche i risultati di prove in itinere effettuate durante il corso.
Dr. Andrea Mandanici
Dipartimento di Fisica - Università di Messina
Tel. 090 6765011
e-mail: [email protected]
Prof.ssa Giovanna D’Angelo
Dipartimento di Fisica - Università di Messina
Tel. 090 6765449
e-mail: [email protected]
