PROGRAMMA DI FISICA GENERALE - A.A.
2020-2021 Ing. Civile prof. P. Lenisa
(Riferimenti al testo: Serway
- Jewett: Fisica per Scienze ed
Ingegneria - Quarta edizione - Volume 1 , Ed. EdiSES)
Sezione 0:
Concetti introduttivi (Serway-Cap.1)
o Unità di misura
o Cifre significative
Sezione 1 :
Elementi di calcolo vettoriale (Serway-Cap.3 + Dispense)
o Grandezze scalari e grandezze vettoriali
o Vettori liberi e vettori applicati
o Operazioni sui vettori; prodotto scalare e
prodotto vettoriale
o Sistemi equivalenti di vettori applicati
o Vettori applicati paralleli; centro
Sezione 2:
Cinematica del punto (Serway-Cap.2,4 + Dispense)
o Definizione delle grandezze cinematiche; unità
di misura
o Grafici spazio spazio-tempo, velocità-tempo,
accelerazione tempo e relazioni.
o Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente
accelerato
o 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)
o Il problema del moto. Concetto di forza. Natura
vettoriale delle forze.
o I principi della dinamica:
o
Primo principio
(Principio d’Inerzia)
o
Secondo
principio (Legge delle Accelerazioni)
o
Terzo principio
(Legge di Azione e Reazione)
o Esempi di forze: Gravitazionale, elastica, di
attrito.
o L’oscillatore armonico: pendolo e sistema
massa-molla.
o
Oscillatore
armonico smorzato e forzato. Risonanza
o Diagramma di corpo libero e scomposizione delle
forze. Reazioni vincolari.
o Lavoro. Energia potenziale. Energia cinetica.
Potenza.
o Forze conservative. Conservazione dell’energia
meccanica.
o Quantità di moto. Conservazione della quantità
di moto. Urti.
o 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)
o Sistemi di particelle; centro di massa. Moto del
centro di massa
o Forze interne ed esterne. Prima legge cardinale
della Dinamica dei sistemi di punti.
o 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)
o Sistemi e stati termodinamici
o Concetto di temperatura e sua misura. Scale
termometriche.
o Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule.
Calore.
o Primo principio della termodinamica ed energia
interna.
o Trasformazioni termodinamiche: lavoro e calore.
o Calorimetria. Assorbimento di calore da parte di
solidi e liquidi: calore specifico, calore latente
o Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas
ideali.
o Trasformazioni di un gas
o Energia interna di un gas ideale
o Teorica cinetica dei gas.
Sezione 10:
Secondo principio della termodinamica ed entropia (Serway-Cap.22 + Dispense)
o Enunciati del secondo principio della
termodinamica
o Reversibilità ed irreversibilità. Teorema di
Carnot
o Entropia
o Macchina di Carnot
o Pompe di calore e frigoriferi
o Calcoli di variazione di entropia