FISICA GENERALE I

Docente

Andrea Baraldi

Descrizione

Obiettivi

Il corso si prefigge di fornire allo studente le nozioni fondamentali della meccanica classica, della termodinamica e dell’ elettrostatica. Queste nozioni, illustrate anche attraverso un ampio numero di esempi, dovranno consentirgli di impostare e risolvere semplici problemi e di comprendere alcune proprietà fondamentali della materia, derivanti dalle leggi studiate.

Programma

Grandezze fisiche. Unità di misura fondamentali, analisi dimensionale; cenni sulla propagazione degli errori, cifre significative

I vettori: Scalari e vettori, operazione fra vettori, principio di sovrapposizione, derivata di un vettore

Cinematica del punto materiale. Vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione; accelerazione radiale e tangenziale; classificazione dei moti: moti; moti in una dimensione (uniforme, uniformemente accelerato, oscillatorio armonico), moti in due dimensioni (moto del proiettile, moto circolare); cenni sui sistemi di riferimento.

Dinamica del punto materiale. Le leggi di Newton; forza peso, forze di reazione e di attrito radente, forza elastica; dinamica del moto circolare; sistemi di riferimento inerziali e non inerziali.

Energia e lavoro. Il lavoro di una forza, la potenza; esempi di lavoro di forze costanti e variabili; forze conservative ed energia potenziale; energia cinetica; il teorema dell’energia cinetica; conservazione dell’energia meccanica..

Quantità di moto. Il teorema della quantità di moto, impulso; sistemi di punti materiali; conservazione della quantità di moto; il centro di massa, moto del centro di massa; fenomeni di urto fra punti materiali.

Dinamica rotazionale del punto materiale. Momento di una forza, momento della quantità di moto, la seconda legge di Newton, il teorema del momento angolare, l’energia cinetica di un punto materiale in rotazione, generalizzazioni ai sistemi di punti materiali.

Dinamica del corpo rigido. I corpi rigidi; moto traslatorio di un corpo rigido, posizione del centro di massa; moto rotatorio di un corpo rigido intorno ad un asse fisso; momento di inerzia e teorema di Huygens-Steiner; energia cinetica rotazionale e lavoro; moti di puro rotolamento, la conservazione del momento angolare.

Statica del corpo rigido. Condizioni di equilibrio statico del corpo rigido.

La legge di gravitazione universale di Newton. Forza gravitazionale e campo gravitazionale; l’energia potenziale gravitazionale; le leggi di Keplero

I fluidi. Pressione e densità, legge di Stevino, principio di Archimede, teorema di Bernoulli.

Termodinamica. Coordinate termodinamiche; temperatura e termometri; leggi dei gas; il lavoro termodinamico, il calore e i principi delle termodinamica (principio zero, I e II principio); trasformazioni termodinamiche; calori specifici e calorimetria; ciclo di Carnot, macchine termiche e frigorifere e loro rendimento; entropia.

Elettrostatica. La carica elettrica; legge di Coulomb e campo elettrico; teorema di Gauss e sue applicazioni; energia potenziale elettrica e potenziale elettrostatico; conduttori in equilibrio elettrostatico; schermo elettrostatico.

Condensatori. Capacità di un condensatore; collegamento in serie e in parallelo; energia immagazzinata nel campo elettrico; polarizzazione e dielettrici; la costante dielettrica.