Grandezze fisiche e sistemi di unità di misura. Sistemi di riferimento e moto: cinematica del punto e dei sistemi rigidi. Dinamica del punto materiale: leggi di Newton, forze, lavoro, energia. Dinamica dei sistemi di punti e dei sistemi rigidi. Leggi di conservazione della meccanica. Temperatura e calorimetria. Gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche e primo principio della termodinamica. Macchine termiche e rendimento. Secondo principio della termodinamica. Ottica geometrica
WOLFSON Richard , PASACHOFF Jay, Fisica, ed Zanichelli WOLFSON Richard, Fisica, ed. Pearson
R. A. Serway, Principi di Fisica, EdiSeS, Napoli
D.Halliday, R. Resnick, J. Walker Fondamenti di Fisica: Meccanica, Termologia Editrice Ambrosiana, Milano
J. Walker Fondamenti di Fisica (Meccanica e Termodinamica) volume 1° ed. Zanichelli
P. TIPLER,Corso di Fisica, ed. Zanichelli
Obiettivi Formativi
Conoscenze:
Fondamenti della meccanica, termodinamica, elettromagnetismo e ottica.
Competenze acquisite:
Gli studenti acquisiranno una preparazione di base nella fisica classica e acquisiranno i concetti fondamentali necessari per risolvere semplici problemi.
Capacità acquisite al termine del corso:
Per la schematizzare e la risoluzione di problemi nei campi della fisica citati e in campi diversi.
Prerequisiti
Corsi vincolanti: Matematica
Metodi Didattici
Lezioni frontali con esercizi
Altre Informazioni
Frequenza delle lezioni ed esercitazioni: non obbligatoria ma fortemente consigliata
Orario di ricevimento: tutti i giorni per appuntamento: Tel. 055 4572274; lucarelli@fi.infn.it
Dipartimento di Fisica, Via Sansone, 1, 50019 Sesto Fiorentino FI
Modalità di verifica apprendimento
Orale: esercizio, domande sulla parte di lezioni frontali.
Programma del corso
INTRODUZIONE :Unità di misura; Sistema internazionale. Conversione delle unità di misura. Dimensioni delle grandezze fisiche. Notazione scientifica. Cifre significative.
CINEMATICA :Cinematica del punto materiale. Moto in una dimensione. Velocità media. Velocita istantanea. Accelerazione. Moto con accelerazione costante.
Moto in tre dimensioni. Vettori. Operazioni sui vettori. Velocità e accelerazione come vettori. Moto di un proiettile. Moto circolare uniforme.Relazioni tra velocità e accelerazione in due sistemi in moto relativo.
DINAMICA DEL PUNTO : Primo principio della dinamica. Misura statica della forza. Secondo principio della dinamica. Vari tipi di forze. La forza peso. Terzo principio della dinamica.. Attrito dinamico. Attrito statico. Attrito viscoso. Varie applicazioni dei tre principi della dinamica (piano inclinato, carrucola, moto circolare uniforme; forze elastiche : moto armonico semplice).
CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA :Lavoro compiuto da una forza costante. Prodotto scalare;Lavoro compito da una forza variabile in modulo; alcuni integrali di uso comune; lavoro in 3 dimensioni; teorema dell'energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale; energia potenziale gravitazione e di una forza elastica. Conservazione dell'energia meccanica. Curve dell'energia potenziale : buca e barriera di potenziale. Potenza.
SISTEMI DI PUNTI MATERIALI : Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto.Sistemi di punti materiali. Definizione e moto del centro di massa di un sistema di punti materiali.
MOTO DI ROTAZIONE : Moto di rotazione di un corpo attorno a un asse fisso. Velocità e accelerazione angolare. Momento di una forza. II legge di Newton per il moto roratorio. Energia cinetica rotazionale. Momento angolare. Conservazione del momento angolare.
STATICA : Equilibrio statico. Condizioni per l'equilibrio. Centro di gravità. Applicazioni e esercizi. Stabilità dell'equilibrio. Elasticità sforzo e deformazione; modulo di elasticità, taglio e compressione, frattura.
FLUIDI : Fluidi. Densità. Pressione. Unità di misura. Principio di Pascal. Fluidi in quiete : variazioni della pressione con la quota. Principio di Archimede.
TERMODINAMICA (I) : Concetto di Temperatura. Scale di temperatura. Dilatazione termica. Sforzi termici.Calore. Capacità termica. Calore latente di evaporazione.Conduzione. Convezione. Irraggiamento. Equazione di stato dei gas perfetti. Teoria cinetica dei gas e significato microscopico della temperatura. Distribuzione delle velocita (distribuzione di Maxwell). Equazione di van der Waals. Diagrammi pVT.
TERMODINAMICA (II) : Primo principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche. Esempi di trasformazioni termodinamiche: trasformazioni isoterme, isocore, isobare e adiabatiche. Calori specifici a volume e pressione costante.
TERMODINAMICA (III) Il secondo principio della termodinamica. Enunciato di Kelvin-Planck. Rendimento. Teorema di Carnot. Enunciato di Clausius.
OTTICA GEOMETRICA : Riflessione. Costruzione delle immagini con gli specchi. Rifrazione.Costruzione delle immagini con le lenti. Cenni sugli strumenti ottici: occhio umano, macchina fotografica, lente di ingrandimento,microscopio.