FISICA

Acquisire in forma elementare la comprensione delle leggi fondamentali della fisica classica. Essere in grado di esprimere nel SI relazioni tra grandezze fisiche. Conoscere alcuni strumenti di misura, i principi su cui si basa il loro funzionamento ed il modo di impiegarli. Acquisire le conoscenze di fisica propedeutiche a successivi corsi previsti per il corso di laurea.

Lezioni frontali con esercitazioni in aula

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Conoscenze matematiche necessarie: equazioni di I e II grado, goniometria e trigonometria, concetto di derivata ed integrale.

Facoltativa. Fortemente consigliata.

Generalità

Grandezze fisiche - Unità di Misura e S.I. – Fattori di conversione - Cifre significative – Analisi dimensionale.

I vettori

Vettori e loro proprietà (uguaglianza tra vettori, negativo di un vettore) – Somma di vettori: regola del triangolo (punta-coda) e del parallelogramma – Operazioni con i vettori (sottrazione, prodotto di un vettore per uno scalare, prodotto scalare e prodotto vettoriale tra due vettori) – Componenti cartesiane dei vettori e vettori unitari – Somma di vettori: metodo delle componenti cartesiane.

Cinematica unidimensionale

Moto in una dimensione: spostamento, velocità media ed istantanea, accelerazione media ed istantanea – Moto unidimensionale con accelerazione costante (moto uniformemente accelerato) – Oggetti in caduta libera.

Cinematica bidimensionale

Moto in due dimensioni: vettori spostamento, velocità media ed istantanea, accelerazione media ed istantanea – Moto dei proiettili – Moto circolare uniforme.

Dinamica

Prima legge di Newton – I sistemi di riferimento inerziali – La forza – La massa – Seconda legge di Newton – Alcune forze particolari: forza gravitazionale; forza peso; forza normale, tensione di una fune – Terza legge di Newton – Applicazioni delle leggi della meccanica newtoniana – Forze di attrito statico e dinamico e loro proprietà – Definizione di densità (o massa volumica) - Resistenza del mezzo e velocità limite – Forza centripeta.

Lavoro e Energia

Il Lavoro – Lavoro compiuto da una forza variabile – Lavoro compiuto dalla forza gravitazionale – Lavoro compiuto dalla forza elastica – Energia cinetica – Teorema dell’energia cinetica – Potenza – Energia potenziale – Energia potenziale gravitazionale ed energia potenziale elastica – Forze conservative e non conservative – Energia Meccanica e conservazione dell’energia meccanica – Il pendolo.

Sistemi di punti materiali

Il centro di massa – Moto di un sistema di particelle – Quantità di moto e sua conservazione – Conservazione della quantità di moto per un sistema di due particelle

Cinematica rotazionale

Spostamento, velocità ed accelerazione angolari – Relazione tra grandezze lineari ed angolari – Energia rotazionale – Momento d’inerzia – Momento di una forza – Seconda legge di Newton per il moto rotatorio – Lavoro, energia e potenza nel moto rotazionale.

Momento angolare

Definizione di momento angolare – Momento angolare di un oggetto rotante – Conservazione del momento angolare

La gravità (cenni)

La legge di gravitazione universale – Accelerazione di gravità e forza gravitazionale – Campo gravitazionale

Meccanica dei fluidi

Pressione – Legge di Stevino – Principio di Pascal e le leve idrauliche – Misura della pressione: manometro a mercurio e manometro a tubo aperto – Forze di galleggiamento e principio di Archimede – Casi particolari: oggetto totalmente immerso ed oggetto parzialmente immerso – Fluidi ideali – Linee di flusso – Equazione di continuità – Equazione di Bernoulli – Applicazioni dell’equazione di Bernoulli (Tubo di Venturi, tubo di Pitot)

Onde (cenni)

Variabili di base del moto ondulatorio – Onde trasversali e longitudinali – Propagazione di onde monodimensionali – Sovrapposizione e interferenza – Riflessione e trasmissione – Onde sinusoidali– Onde stazionarie – Risonanza

Termodinamica

Temperatura e principio zero della termodinamica – Termometri e scale termometriche – Dilatazione termica di solidi e liquidi – Legge dei gas ideali – Calore ed energia interna – Capacità termica e calore specifico – Calorimetria – Calore latente – Lavoro e calore nei processi termodinamici – Prima legge della termodinamica – Trasformazioni termodinamiche: trasformazione adiabatica, isocora, isobara e isoterma – Espansione isoterma di una gas ideale – Trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento

Macchine termiche e II legge della termodinamica – Refrigeratori e pompe di calore – Processi reversibili ed irreversibili – Ciclo di Carnot – Entropia (cenni) – Variazione di entropia per i processi irreversibili (cenni)

Elettricità

Proprietà delle cariche elettriche – Conduttori ed isolanti – La legge di Coulomb – Il campo elettrico – Campo elettrico di una carica puntiforme - Le linee del campo elettrico – Moto di una particella carica in un campo elettrico uniforme – Flusso di campo elettrico – La legge di Gauss – Conduttori in equilibrio elettrostatico – Differenza di potenziale elettrico e potenziale elettrico – Differenza di potenziale elettrico in un campo uniforme – Potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica dovuti a cariche puntiformi – Capacità e condensatori – Energia immagazzinata in un condensatore – La corrente elettrica – Resistenza e legge d Ohm – Dipendenza della resistenza dalla temperatura – Energia elettrica e potenza – Forza elettromotrice.

Magnetismo

Il campo magnetico – Forza di Lorentz – Forza magnetica su un conduttore (filo) carico – Moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme – Legge di Biot-Savart – Campo magnetico in un solenoide – Flusso di campo magnetico – Induzione magnetica (Legge di Faraday)

Onde elettromagnetiche e ottica (cenni)

Onde elettromagnetiche – Spettro elettromagnetico – Ottica geometrica: propagazione della luce, riflessione e rifrazione (legge di Snell)

1. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, “Fondamenti di Fisica: Meccanica, Termologia, Elettrologia, Magnetismo e Ottica”, 6° Edizione (2006), Casa Editrice Ambrosiana

2. Ugo Amaldi, "L'Amaldi per i licei scientifici", Vol. 1, 2 e 3, Zanichelli Editore

L'esame consisterà in un colloquio volto ad accertare la conoscenza della materia e la capacità di problem solving anche mediante svolgimento di esercizi.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Principi di Newton. Forze e loro trattazione. Diagrammi delle forze

Forze conservative.

Energia e Lavoro.

Principio di Archimede – Galleggiamento e affondamento.

Legge di Stevino e pressione idrostatica.

Principio di Pascal e torchio idraulico.

Teorema di Bernoulli e sua dimostrazione.

Macchine Termiche: loro efficienza; ciclo di Carnot; 2° principio della termodinamica.

1° e 2° principio della termodinamica. Energia interna.

Calore latente, capacità termica e calore specifico