Docente

prof. aggr. Gilberto GIUGLIARELLI

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di fornire i concetti, le grandezze e il metodo di approccio fisico alla base della termodinamica e dell’elettromagnetismo stazionario. Obiettivo essenziale del corso è quello di introdurre le varie leggi stabilendo la natura quantitativa e predittiva dell’approccio fisico. A tale scopo i concetti e le leggi esposte verranno applicati nella soluzione di semplici problemi e nell'effettuazione di esperienze pratiche di laboratorio.

Competenze acquisite

- Uso del metodo sperimentale per la definizione delle principali grandezze fisiche.
- Capacità di discernere i due modelli tipici di descrizione della natura, a scala globale e fenomenologica, e a scala strutturale e microscopica.
- Considerazione del livello energetico dei fenomeni: nostro mondo quotidiano; relatività Galileiana e interazioni fondamentali.
- Capacità di distinguere le leggi fondamentali (conservazione energia, gravità, ecc.) da quelle statistiche (attrito e viscosità, ecc.).
- Capacità di applicare le leggi della fisica alla risoluzione di semplici problemi pratici.
- Stima elementare degli errori di misura.

Programma

Fluidi: massa volumica e pressione; fluidi a riposo e principi di Pascal e Archimede; moto di fluidi; equazioni di continuità e di Bernoulli; cenni su moto di fluidi viscosi e tensione superficiale (5 ore).
Termodinamica: temperatura, legge zero della termodinamica; dilatazione termica; capacità termica e calori latenti; energia interna, calore scambiato e lavoro; prima legge della termodinamica; processi particolari; processi reversibili e irreversibili; entropia e calore; efficienza di una macchina termica; seconda legge della termodinamica; macchina di Carnot e macchine frigorifere; enunciati alternativi della seconda legge; significato statistico dell'entropia (14 ore).
I campi di forza (gravitazione ed elettrostatica): legge di gravitazione universale di Newton, energia potenziale gravitazionale e campo gravitazionale; problema dei due corpi e leggi di Keplero; interazioni elettrostatiche, carica elettrica e legge di Coulomb; quantizzazione e conservazione della carica; campo elettrostatico e sue linee di forza; campi elettrostatici di varie distribuzioni di carica; flusso del campo elettrostatico e legge di Gauss per i campi elettrostatico e gravitazionale; campo prodotto da distribuzioni di carica con elevata simmetria; proprietà di un conduttore carico isolato; energia potenziale e potenziale elettrostatico; relazioni tra potenziale e campo elettrostatico; potenziale di varie distribuzioni di carica; potenziale e conduttore carico (24 ore).
Condensatori: capacità elettrostatica e suo calcolo per condensatori di varia geometria; energia del campo elettrostatico (5 ore).
Corrente elettrica, resistenza e circuiti: corrente elettrica, intensità e densità di corrente; resistenza, resistività e legge di Ohm; combinazioni di resistori; potenza dissipata in una resistenza; circuiti a singola maglia; carica e scarica di un circuito RC (6 ore).
Magnetostatica: campo magnetico e forza magnetica su una carica in moto; azioni magnetiche su correnti e dipoli magnetici; campo magnetico prodotto da una corrente; legge di Ampere; solenoidi (6 ore).
Esercitazioni (18 ore).
Laboratorio (6 ore).

Bibliografia

- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica, vol. I e II, Ambrosiana, Milano.
- D. Halliday, R. Resnick, K. S. Krane, Fisica 1 e Fisica II, Ambrosiana, Milano.
- P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica (vol I, II e III), Edises, Napoli

Modalità d'esame

prova scritta e orale

Ulteriore materiale didattico e informazioni sono reperibili alla pagina (attiva all'inizio del corso)