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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 051124 - FISICA
Docente Ferragut Rafael Omar
Cfu 12.00 Tipo insegnamento Corso Integrato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - CO (360) INGEGNERIA INFORMATICAI1AAZZZZ051124 - FISICA

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi

Introdurre il metodo sperimentale ed insegnare come descrivere in modo quantitativo i fenomeni naturali.  Formulare le leggi fondamentali della meccanica e della termodinamica in forma matematica illustrando la fenomenologia fisica ad esse connessa e presentando varie applicazioni concrete.

  1. Concetti preliminari: Grandezze fisiche e loro misurazione. Dimensione delle grandezze, Sistema Internazionale. Algebra vettoriale.
  2. Cinematica del punto materiale: Coordinate e sistemi di riferimento. Posizione. Esempi di moti del punto materiale. Velocità angolare. Moto piano in coordinate polari.
  3. Principi della dinamica del punto materiale e forze: Sistemi di riferimento inerziali. Principi di Newton. Definizione di massa e forza. Misurazione dinamica di massa e forza. Principio di sovrapposizione degli effetti. Esempi di forze e studio del movimento. (forza peso, tensione delle funi ideali, reazione vincolare di superfici lisce, attrito, forza elastica). Oscillatore armonico. Problema generale della dinamica e soluzione con condizioni iniziali. Quantità di moto. Momento di una forza e momento angolare.
  4. Lavoro ed energia: Lavoro e potenza di una forza. Energia cinetica e teorema delle forze vive. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni.
  5. Cinematica e dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali: Legge di trasformazione delle velocità e delle accelerazioni. Dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali, forze apparenti.
  6. Interazioni elementari fra masse e cariche elettriche: Proprietà dei campi di forze centrali (forza gravitazionale e forza elettrostatica). Potenziale. Linee di forza, superfici equipotenziali, gradiente. Moto di un punto materiale in un campo di forze centrali (moto dei pianeti e leggi di Kepler, modello classico dell’atomo di idrogeno). Forza di Lorentz (moto di una carica puntiforme in un campo magnetico)
  7. Dinamica dei sistemi di punti materiali: Sistemi di particelle, forze interne ed esterne.  Prima equazione cardinale della dinamica dei sistemi, conservazione della quantità di moto. Centro di massa e teorema del moto del centro di massa. Energia cinetica di un sistema, teorema di König. Teorema dell’energia cinetica e conservazione dell’energia per i sistemi di particelle. Seconda equazione cardinale della dinamica dei sistemi. Conservazione del momento angolare. Impulso di una forza e teorema dell’impulso. Fenomeni d’urto.
  8. Elementi di dinamica del corpo rigido: Equazioni cardinali della dinamica del corpo rigido. Momento di inerzia. Moto traslatorio, moto di rotazione di un corpo rigido attorno a un asse fisso, rotolamento.
  9. Meccanica dei fluidi: Densità e pressione. Equazione della statica dei fluidi perfetti. Legge di Stevino, principio di Archimede. Flusso, equazione di continuità, Legge di Bernoulli. Viscosità.
  10. Sistemi termodinamici: Sistemi e grandezze termodinamiche, variabili di stato. Equilibrio termico, principio zero della termodinamica. Definizione di temperatura, termometro a gas ideale. Equazione di stato del gas ideale.
  11. Primo principio della termodinamica: Trasformazioni termodinamiche. Calore e lavoro termodinamico, calori specifici, calori latenti. Basi sperimentali ed enunciato del primo principio, energia interna. Calori specifici ed energia interna dei gas ideali, relazione di Mayer. Trasformazioni adiabatiche e politropiche dei gas ideali. Interpretazione microscopica del primo principio.
  12. Secondo principio della termodinamica: Basi sperimentali, trasformazioni reversibili ed irreversibili. Macchine termiche e frigorifere. Enunciati di Kelvin e di Clausius e loro equivalenza. Macchina di Carnot, teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Disuguaglianza di Clausius. Entropia, principio di accrescimento dell'entropia, reversibilità ed irreversibilità. Entropia di alcuni sistemi termodinamici ed applicazioni alle macchine termiche.
  13. Teoria cinetica dei gas: Modello di gas ideale. Interpretazione cinetica della pressione e della temperatura del gas ideale. Distribuzione maxwelliana delle velocità. Interpretazione microscopica dell’energia interna dei gas ideali mono- e poliatomici. Legge di equipartizione dell'energia; calori specifici.

 

Prerequisiti

La conoscenza delle nozioni basilari di trigonometria, algebra ed analisi matematica costituiscono una fondamentale premessa per la comprensione degli argomenti trattati nel corso.


Note Sulla Modalità di valutazione

La verifica dell’apprendimento sarà effettuata mediante un esame scritto. Sono previsti tre appelli in corrispondenza delle sessioni stabilite dalla Facoltà. Il docente si riserva la possibilità di effettuare un eventuale colloquio per definire l'esito dell'esame.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaMazzoldi, Nigro, Voci, Elementi di Fisica. Meccanica e Termodinamica, Editore: Edises
Risorsa bibliografica facoltativaMencuccini, Silvestrini, Fisica. Meccanica e termodinamica, Editore: CEA-Casa Editrice Ambrosiana
Risorsa bibliografica facoltativaAltri testi Universitari di Fisica

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
70.0
esercitazione
50.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
02/04/2020