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1001377 FISICA I in Ingegneria informatica L-8 1 FALCIGLIA FILIPPO
(programma)
INTRODUZIONE E CENNI STORICI 1. DESCRIZIONE DELLA REALTÀ FISICA: Introduzione storica * Notazione esponenziale o scientifica * Interazioni fondamentali * Metodo sperimentale * Grandezze fisiche * Misure fisiche * Errori sistematici ed errori accidentali * Sistema Internazionale (SI) * Arrotondamento dei valori numerici. 2. VETTORI: Grandezze scalari e vettoriali * Notazioni e definizioni * Somma e scomposizione di vettori * Versori * Prodotto scalare * Scomposizione e componenti * Prodotto vettoriale * Derivazione ed integrazione di vettori. MECCANICA 1. CINEMATICA: Punto materiale * Posizione * Spostamento * Velocità * Accelerazione * Classificazione dei moti elementari * Moto ad accelerazione costante * Moto ad accelerazione nulla * Moto rettilineo uniforme * Moto rettilineo ad accelerazione costante * Applicazioni: Moto dei gravi e Moto parabolico * Moto circolare * Moto circolare uniforme * Moti periodici. 2. DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Problema fondamentale della Dinamica * Leggi di Newton * Forza e Massa * Conservazione della quantità di moto * Momento meccanico * Momento angolare. 3. SISTEMI DI RIFERIMENTO: Sistemi di coordinate e Sistemi di riferimento * Trasformazioni Galileiane * Invarianza Galileiana * Sistemi di riferimento inerziali e Sistemi di riferimento non inerziali * Forze fittizie * Sistemi di riferimento rotanti: forza centrifuga e forza di Coriolis. 4. APPLICAZIONI DELLE LEGGI DELLA DINAMICA: Forza gravitazionale * Forza elastica * Forze di attrito radente * Moti con forze costanti. 5. LAVORO ED ENERGIA: Leggi di conservazione nel mondo fisico * Lavoro * Potenza * Energia * Teorema dell'energia cinetica * Forze conservative * Energia potenziale * Esempi di forze conservative e di forze non conservative * Forze centrali * Conservazione dell'energia meccanica * Teorema dell'energia meccanica (o dell’energia cinetica “modificato”) * Velocità di fuga. 6. DINAMICA DEI SISTEMI MATERIALI: Sistema discreto di punti materiali * Equazioni cardinali della dinamica dei Sistemi * Centro di massa * Conservazione della quantità di moto * Sistema di riferimento del laboratorio e Sistema di riferimento del centro di massa * Energia cinetica di un sistema di particelle: teorema di König. 7. MECCANICA DEI CORPI RIGIDI: Cinematica del corpo rigido * Momento meccanico * Moto di un corpo libero * Momento d'inerzia * Teorema di Huygens-Steiner * Momento angolare di un sistema di particelle e di un corpo rigido * Equazioni cardinali di un corpo rigido rotante attorno ad un asse fisso * Equilibrio meccanico di un corpo rigido * Moti roto-traslatori. 8. MOTI OSCILLATORI: Moti periodici e moti oscillatori * Moto armonico semplice * Energia cinetica e potenziale nei moti armonici * Moto di una massa attaccata ad una molla * Pendolo semplice * Pendolo fisico * Analisi e serie di Fourier * Oscillatore armonico smorzato * Oscillatore armonico forzato * Risonanza * Principio di sovrapposizione. TERMODINAMICA 1. 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. 2. GAS IDEALI E REALI: Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali * Termometro a gas ideale a volume costante * Trasformazioni di un gas. Lavoro * Calore. Calori specifici * Relazione di Mayer * Energia interna del gas ideale * Studio di alcune trasformazioni * Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot * Gas reali. Equazione di stato. Energia interna * Diagrammi pV * Teoria cinetica dei gas * Significato cinetico di temperatura e calore. 3. SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: Enunciati del secondo principio della termodinamica * Reversibilità e irreversibilità * Teorema di Carnot * Temperatura termodinamica assoluta * Teorema di Clausius * La funzione di stato entropia * Diagrammi TS * Il principio di aumento dell'entropia * Calcoli di variazioni di entropia * Entropia del gas ideale * Energia inutilizzabile * Conclusioni termodinamiche sull'entropia * Cenni sul terzo principio della termodinamica. PROBLEMI Svolgimento letterale * Sistemi di unità di misura * Cifre significative * Arrotondamento dei valori numerici * Problemi ed esercizi numerici riguardanti gli argomenti dei capitoli precedenti.
1. FALCIGLIA - Raccolta delle diapositive proiettate in aula nell’A.A. 2012/2013 - XIX edizione, febbraio 2013 2. FALCIGLIA - Problemi di Fisica - Meccanica e Termodinamica - EdiSES 3. MAZZOLDI, NIGRO, VOCI - Elementi di Fisica: Meccanica, Termodinamica - II edizione - EdiSES
4. DAVIDSON - Metodi matematici per un corso introduttivo di Fisica - EdiSES, Napoli 5. HALLIDAY, RESNICK & KRANE - Fisica 1 - V edizione - C.E.A. Milano 6. GORDON, McGREW, VAN WYK, SERWAY - Guida alla soluzione dei problemi da “Principi di Fisica, Serway” -volume 1 - EdiSES, Napoli
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