PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA 1

INGEGNERIA CIVILE ED AMBIENTALE – A.A. 2024-25

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)