Docente

prof. aggr. Mario GIORDANI

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di fornire i concetti, le grandezze e il metodo di approccio fisico alla base della meccanica classica, della termodinamica e dell’elettromagnetismo stazionario. Obbiettivo 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 varie 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 di Einstein 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

Misure ed unità di misura: introduzione; misura; quantità fondamentali; unità e dimensioni derivate; spazio, tempo e materia (2 ore).
Vettori: i vettori, operazioni tra vettori, sistemi di riferimento (1 ora).
Cinematica in due e tre dimensioni: moto rettilineo, velocità e accelerazione; alcuni moti speciali; moto verticale libero; rappresentazione vettoriale di velocità ed accelerazione; moto relativo, composizione di velocità e accelerazioni e trasformazioni Galileiane; moto curvilineo, velocità, accelerazione tangenziale e normale; moto circolare, velocità angolare, radiale e trasversale, accelerazione angolare; moti relativi rispetto a sistemi in moto traslatorio e rotatorio; accelerazione di Coriolis (7 ore).
Forza, quantità di moto e momenti: prima legge della dinamica (legge d'inerzia); sistemi di riferimento inerziali; forze e seconda legge della dinamica; vari tipi di forze; terza legge della dinamica; applicazioni varie della seconda legge; forze elastiche e risoluzione dell'equazione del moto per oscillazioni armoniche; attrito e sue proprietà; resistenza di un mezzo e velocità limite; moto circolare uniforme, forza centripeta e discussione nel sistema rotante; quantità di moto e momento angolare; momento di una forza; 2a legge della dinamica in forma angolare; forze centrali (12 ore).
Lavoro ed energia: lavoro di una forza e potenza; energia cinetica; unità di energia; lavoro di una forza costante; energia potenziale e relazioni con il lavoro; relazione tra momento della forza ed energia potenziale nel moto curvilineo piano; conservazione dell'energia di una particella e forze conservative; forze non conservative ed energia dissipata; forza ed energia nel moto armonico semplice (12 ore).
Sistemi di particelle, urti, corpi rigidi ed equilibrio: moto del centro di massa di un sistema di particelle, sistema isolato, sistema soggetto a forze esterne; massa ridotta; momento angolare di un sistema di particelle; energia cinetica di un sistema di particelle; conservazione dell'energia di un sistema di particelle e sua energia totale; energia interna di un sistema di particelle; urti tra particelle; urti elastici e anelastici; corpo rigido e suo momento angolare; equazione del moto per la rotazione di un corpo rigido; energia cinetica di rotazione di un corpo rigido; moto di puro rotolamento; equilibrio di un corpo rigido (20 ore).
Oscillazioni ed onde elastiche: oscillazioni, pendolo semplice e pendolo composto; oscillazioni smorzate; oscillazioni forzate; moto ondulatorio e proprietà delle onde; onde su una corda ed onde sonore; effetto Doppler per le onde sonore (6 ore).
Esercitazioni (18 ore).
Laboratorio (8 ore).

Bibliografia

- S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, Fisica Generale, Casa Editrice Ambrosiana
- P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica, Edises

Modalità d'esame

prova scritta  e orale

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