INGEGNERIA CIVILE ED AMBIENTALE – A.A. 2023-24

Programma del Corso di Fisica Generale – prof. Paolo Lenisa

 

(Riferimenti al testo: Serway - Jewett: Fisica per Scienze ed Ingegneria - Quarta edizione - Volume 1 , Ed. EdiSES)

 

Sezione 0: Concetti introduttivi (Serway-Cap.1)

·       Unità di misura

·       Cifre significative

 

Sezione 1 : Elementi di calcolo vettoriale (Serway-Cap.3 + Dispense)

·       Grandezze scalari e grandezze vettoriali

·       Vettori liberi e vettori applicati

·       Operazioni sui vettori; prodotto scalare e prodotto vettoriale

·       Sistemi equivalenti di vettori applicati

·       Vettori applicati paralleli; centro

 

Sezione 2: Cinematica del punto (Serway-Cap.2,4 + Dispense)

·       Definizione delle grandezze cinematiche; unità di misura

·       Grafici spazio spazio-tempo, velocità-tempo, accelerazione tempo e relazioni.

·       Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato

·       Moti in due dimensioni:

o   Moto dei gravi

o   Moto circolare uniforme

o   Moto armonico semplice

 

 Sezione 3: Dinamica del punto (Serway-Cap.5,6,7,8,9,15 + Dispense)

·       Il problema del moto. Concetto di forza. Natura vettoriale delle forze.

·       I principi della dinamica:

o   Primo principio (Principio d’Inerzia)

o   Secondo principio (Legge delle Accelerazioni)

o   Terzo principio (Legge di Azione e Reazione)

·       Esempi di forze: Gravitazionale, elastica, di attrito.

o   L’oscillatore armonico: pendolo e sistema massa-molla.

o   Oscillatore armonico smorzato e forzato. Risonanza

·       Diagramma di corpo libero e scomposizione delle forze. Reazioni vincolari.

·       Lavoro. Energia potenziale. Energia cinetica. Potenza.

·       Forze conservative. Conservazione dell’energia meccanica.

·       Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Urti.

·       Momento angolare. Conservazione del momento angolare. 

 

 Sezione 4: Moto di rotazione per un punto materiale (Serway-Cap.10,11)

·       Le variabili angolari.

·       Moto rotatorio di un punto materiale: momento angolare, momento meccanico, momento di inerzia, energia cinetica di rotazione.

·       La seconda equazione di Newton per il moto rotatorio.

 

 Sezione 5: Dinamica dei sistemi di punti (Dispense)

·       Sistemi di particelle; centro di massa. Moto del centro di massa

·       Forze interne ed esterne. Prima legge cardinale della Dinamica dei sistemi di punti.

·       Momento delle forze interne ed esterne. Seconda legge cardinale della Dinamica dei sistemi di punti.

 

 Sezione 6: Dinamica del corpo rigido (Serway-Cap.10-11 + Dispense)

·       Definizione e collocazione del centro di massa.

·       Definizione e calcolo del momento di inerzia di un corpo rigido. Teoremi degli assi paralleli (o di Steiner) e ortogonali del momento di inerzia.

·       Energia cinetica rotazionale e il teorema di Koenig per l’energia cinetica.

·       Momento angolare di un corpo rigido.

·       Definizione di assi di rotazione principali e momenti principali di inerzia.

·       Moto del corpo rigido con particolare riferimento alla rotazione piana.

·       Lavoro, energia e potenza nel moto rotatorio di un corpo rigido.

·       Conservazione del momento angolare e applicazioni: il giroscopio.

·       Attrito volvente e rotolamento.

·       Moto oscillatorio di un corpo rigido: il pendolo fisico e il pendolo composto. Moto armonico smorzato e forzato.

 

 Sezione 7: Statica del corpo rigido (Serway-Cap. 12)

·       Equilibrio statico di un corpo rigido. Vincoli e reazioni vincolari per casi in due dimensioni.

 

 Sezione 8: Sforzi e deformazioni (Serway-Cap.12 + Dispense)

·       Cenni sui sistemi deformabili, elasticità e sforzi di trazione e di taglio. Il modulo di Young.

 

 Sezione 9: Temperatura calore e primo principio della termodinamica (Serway-Cap.20,21 + Dispense)

·       Sistemi e stati termodinamici

·       Concetto di temperatura e sua misura. Scale termometriche.

·       Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore.

·       Primo principio della termodinamica ed energia interna.

·       Trasformazioni termodinamiche: lavoro e calore.

·       Calorimetria. Assorbimento di calore da parte di solidi e liquidi: calore specifico, calore latente

·       Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali.

·       Trasformazioni di un gas

·       Energia interna di un gas ideale

·       Teorica cinetica dei gas.

 

 Sezione 10: Secondo principio della termodinamica ed entropia (Serway-Cap.22 + Dispense)

·       Enunciati del secondo principio della termodinamica

·       Reversibilità ed irreversibilità. Teorema di Carnot

·       Macchina di Carnot

·       Pompe di calore e frigoriferi

·       Entropia

·       Calcoli di variazione di entropia