27533 - FISICA 1

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2022/2023

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha le conoscenze fondamentali della meccanica e della termodinamica con i rispettivi limiti di validita' e applicazione. In particolare sa risolvere problemi semplici connessi alla statica e alla dinamica, alla fisica dei fluidi e ai principi di termodinamica.

Contenuti

Meccanica.

- Introduzione e calcolo vettoriale
Le grandezze fisiche. Unità di misura e sistemi di unità. Vettori e scalari. Elementi di calcolo vettoriale.
- Cinematica e dinamica del punto materiale
Il moto del punto materiale dal punto di vista cinematico, in una dimensione (moto rettilineo) e in più dimensioni. La ricerca delle cause che generano il moto dei corpi. Definizione di forza. Le forze fondamentali. Le leggi fondamentali della dinamica (leggi di Newton sul moto). Sistemi inerziali. Trasformazioni di Galileo.
- Lavoro ed energia
Il lavoro fatto da una forza su un corpo. La potenza. Il concetto di energia. Il teorema lavoro-energia e l'energia cinetica per un punto materiale. I campi di forze conservativi e l'energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
- Quantità di moto ed urti
I concetti di quantità di moto ed impulso. Conservazione della quantità di moto. Urti. Sistema di riferimento del centro di massa. Teoremi del centro di massa. Momento angolare. Momento di una forza. Il teorema quantità di moto-impulso. Sistemi di punti materiali, equazioni cardinali della dinamica dei sistemi. Teoremi di Konig per l'energia cinetica e per il momento angolare.
- Corpo rigido
Definizione di sistema rigido. Cinematica del moto rotazionale. Il momento di inerzia. Il teorema degli assi paralleli (Huygens Steiner). Energia rotazionale. Conservazione del momento angolare. Rotazione di un corpo rigido attorno ad un asse fisso. Rotolamento di un corpo rigido. Elementi di statica del corpo rigido.
- Moto periodico
Moto armonico semplice: equazioni del moto e periodo.
- Cenni di gravitazione
leggi di Keplero, legge di Newton della gravitazione universale; il moto dei satelliti.
- Fluidi
Fluidostatica: i concetti di densità e pressione; equazione idrostatica; legge di Stevino; legge di Pascal; principio di Archimede. Fluidodinamica: il concetto di tubo di flusso; equazione di continuità, portata; equazione di Bernoulli, teorema di Torricelli.

Termodinamica.

Il concetto di di temperatura. Equilibrio termico; principio zero della termodinamica; il termometro e le scale termometriche. Il concetto di calore. Calore specifico. Transizioni di fase.
Equazione di stato dei gas perfetti. Teoria cinetica del gas perfetto.
Trasformazioni termodinamiche. Il concetto di lavoro termodinamico. Energia interna. Il primo principio della termodinamica.
Il secondo principio della termodinamica: le macchine termiche e l'enunciato di Kelvin del secondo principio; le macchine frigorifere e l'enunciato di Clausius del secondo principio; macchine reversibili e rendimento; ciclo e macchina di Carnot. Il concetto di entropia: entropia e disordine. Il principio dell'aumento dell'entropia come ulteriore enunciato del secondo principio. Entropia e probabilità.

Testi/Bibliografia

    • P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci "Elementi di fisica. Meccanica e termodinamica", Edises.
    • J. Walker, Halliday - Resnick "FONDAMENTI DI FISICA", Meccanica, Onde, Termodinamica", Casa Editrice Ambrosiana.

Metodi didattici

Il corso consiste di lezioni frontali in aula, organizzate in spiegazioni teoriche, applicazioni pratiche ed esercizi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento di Fisica1 è scritta e orale. Non ci sono vincoli per l'ammissione alla prova scritta. Non sono previsti parziali durante l'anno. Si è ammessi all'orale superando la prova scritta. Si supera il modulo di Fisica 1 superando la prova orale.

  • La prova scritta conterrà una serie di problemi per accertare la conoscenza degli argomenti presentati a lezione. I problemi saranno di difficoltà confrontabile a quella degli esercizi affrontati durante il corso. Sarà ammesso solo l'uso di calcolatrici. Non sarà consentita la consultazione di appunti, libri, dispositivi elettronici. La prova scritta avrà una durata di 90 minuti. Si potranno sostenere più prove scritte ma varrà sempre il voto dell'ultima prova consegnata. Si supera la prova scritta con una valutazione > di 17/30.
  • La prova orale consisterà in una discussione dello scritto sostenuto e in domande di teoria su tutto il programma svolto. Lo studente potrà effettuare la prova orale all'interno della stessa sessione o della sessione seguente. Scaduto questo termine la prova scritta dovrà essere ripetuta. Si supererà l'orale (e di conseguenza il modulo di Fisica 1) con una valutazione > di 17/30.
  • Fisica 1 fa parte del Corso Integrato (C.I.) di Fisica, che include anche Fisica 2 tenuto dal Prof. Andrea Castro. La registrazione del voto di Fisica Corso Integrato (C.I.) avverrà successivamente al superamento sia della prova di Fisica 1 che della prova relativa a Fisica 2, con voto finale ottenuto dalla media dei due voti. Si suggerisce il superamento della prova di Fisica 1 prima di sostenere quella di Fisica 2.

Indicazioni pratiche per l'iscrizione alle prove d'esame:

  • L'iscrizione alla prova scritta avviene tramite la registrazione su sito Almaesami (sotto il nome del Prof. Andrea Castro). Indicativamente la lista viene chiusa alcuni giorni prima della prova scritta. Non sono accettate iscrizioni tardive in nessun caso.

  • L'iscrizione alla prova orale avviene tramite registrazione in Almaesami (sotto il nome del Prof. Andrea Castro). E' possibile iscriversi fino al giorno prima. Per la prova orale si segue l'ordine di iscrizione in Almaesami. La prova orale potrebbe svolgersi su più giorni qualora il numero di iscritti sia maggiore di 30. Eventuali cambi di posizione sono ammessi previo accordo tra gli studenti stessi.

Strumenti a supporto della didattica

Le diaposive e il resto del materiale mostrato a lezione sarà disponibile presso il sito Virtuale.
La frequenza alle lezioni, sebbene non obbligatoria, è considerata molto utile. Occasionalmente possono essere proiettati brevi filmati, grafici, disegni e altro materiale utile a facilitare la comprensione di alcuni concetti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Tiziano Rovelli