Corso di
FISICA GENERALE I

Scheda

Docenti

Programma

Introduzione.

Sistemi di coordinate. Operazioni con i vettori. Campi scalari e vettoriali e loro rappresentazione. Operatori gradiente, divergenza e rotore e loro significato fisico.

Cinematica del punto materiale.

Introduzione. Moto nel piano. Posizione e velocità. Accelerazione nel moto piano. Moto rettilineo. Velocità nel moto rettilineo. Accelerazione nel moto rettilineo. Moto verticale di un corpo. Moto armonico semplice. Moto rettilineo smorzato esponenzialmente. Velocità e accelerazione in funzione della posizione. Moto circolare. Moto parabolico dei corpi. Moto nello spazio. Alcune osservazioni sulla cinematica del punto.

Dinamica del punto materiale

Principio d'inerzia. Introduzione al concetto di forza. Leggi di Newton. Quantità di moto. Impulso. Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari. Tensione dei fili. Azione dinamica delle forze. Forza peso. Forza di attrito radente. Piano inclinato. Forza elastica. Forza di attrito viscoso. Forze centripete. Pendolo semplice. Oscillazioni. Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa (cenni). Oscillatore armonico forzato (cenni). Momento angolare. Momento della forza.

Moti relativi.

Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative. Sistemi di riferimento inerziali. Relatività galileiana. Moto di trascinamento traslatorio rettilineo. Moto di trascinamento rotatorio uniforme.

Lavoro ed energia per il punto materiale.

Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica. Lavoro di una forza di attrito radente. Forze conservative. Energia potenziale. La forza come gradiente dell'energia potenziale. Energia potenziale e stabilità dell'equilibrio. Conservazione dell'energia meccanica. Energia dell'oscillatore armonico. Alcune osservazioni sulla dinamica del punto. Forze centrali. La forza gravitazionale. Campo gravitazionale. Energia potenziale gravitazionale.

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. Teorema del momento angolare. Conservazione del momento angolare. Sistema di riferimento del centro di massa. Teoremi di Koenig. Il teorema dell'energia cinetica. Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi. Urti tra due punti materiali. Urto completamente anelastico. Urto elastico.

Corpi rigidi.

Definizione di corpo rigido. Prime proprietà. Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. Moto di un corpo rigido. Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale. Momento d'inerzia. Teorema di Huygens-Steiner e teorema di Koenig. Pendolo composto. Moto di puro rotolamento. Impulso angolare. Momento dell'impulso. Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido. Equilibrio statico di un corpo rigido. Urti tra punti materiali e corpi rigidi o tra corpi rigidi.

Elementi di meccanica dei fluidi.

Generalità sui fluidi. Pressione. Equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso. Principio di Archimede. Moto di un fluido. Regime stazionario. Portata. Teorema di Bernoulli. Applicazioni del teorema di Bernoulli.

Onde meccaniche.

Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi. Fenomeni ondulatori. Onde elastiche in una sbarra solida. Equazione delle onde. Onde piane armoniche. Interferenza di onde armoniche. Onde stazionarie in una corda tesa. Battimenti. Effetto Doppler. Principio di Huyghens.

Termodinamica.

Primo principio della termodinamica. Sistemi e stati termodinamici. Equilibrio termodinamico. Principio dell'equilibrio termico. Definizione di temperatura. Termometri. Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. Calorimetria. Processi isotermi. Cambiamenti di fase. Trasmissione del calore. Dilatazione termica di solidi e liquidi.

Gas ideali e reali.

Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Trasformazioni di un gas. Lavoro. Calore. Calori specifici. Energia interna del gas ideale. Studio di alcune trasformazioni. Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot. Teoria cinetica dei gas. Significato cinetico di temperatura e calore.

Secondo principio della termodinamica.

Enunciati del secondo principio della termodinamica. Reversibilità e irreversibilità. Teorema di Carnot. Teorema di Clausius. La funzione di stato entropia. Il principio di aumento dell'entropia. Calcoli di variazioni di entropia. Entropia del gas ideale. Cenno ai potenziali termodinamici. Interpretazione statistica dell'entropia.

Lezioni 2024-25

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