Corso di Laurea Ingegneria Civile

Programma del Corso di Fisica Generale I

per l'Anno Accademico 2002-2003

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Finalità del Corso

Questo corso si propone di:

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Obiettivi del Corso

Alla fine del corso lo studente dovrà essere in grado di padroneggiare i seguenti semplici concetti:

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Argomenti del corso*

Parte I

I. Generalità (2 ore)
Finalità della Fisica - Il Metodo Scientifico - Fenomeni fisici - Grandezze fisiche - Dimensioni - Sistemi di Unità di Misura - Costanti universali.

II. Cinematica del punto (4 ore)
Moto - Vettore posizione - Velocità - Accelerazione - Moto uniforme - Moto uniformemente accelerato - Moto vario - Legge del moto ed equazione oraria - Composizione e decomposizione dei movimenti - Moto dei gravi - Moto circolare - Velocità ed accelerazioni angolari - Moto periodico - Pulsazione e frequenza.

III. Dinamica del Punto Materiale (7 ore)
Inerzia e Ia Legge di Newton - Massa - Quantità di Moto - Il Principio di Relatività di Galilei - Trasformazioni di Galilei e teorema di addizione delle velocità - Forza e IIa Legge di Newton - Conservazione della quantità di moto e IIIa Legge di Newton - Forze di contatto - Forze di tensione - Forze di attrito di contatto - Forze di attrito viscoso.

IV. Lavoro ed Energia (5 ore)

Lavoro ed integrali curvilinei - Energia - Energia cinetica e Teorema del lavoro e dell'energia cinetica - Energia Potenziale e Conservazione dell'energia meccanica - Forze conservative - Attrito interno - Dissipazione - Urti elastici ed anelastici.
 
V. L'oscillatore armonico (4 ore)
Oscillazioni libere e moto armonico semplice - Equazione del moto armonico - Moto armonico smorzato - Moto armonico smorzato e forzato da forze sinusoidali - Funzione di risposta dell'oscillatore e risonanza.
 
VI.I Cenni di Dinamica delle Rotazioni e Corpi Rigidi (2 ore)
Gradi di Libertà -  Momento di inerzia - Momento angolare e sua conservazione - Momento della forza.
 
VIII. Gravitazione (3 ore)
Forze centrali - Leggi di Keplero - Legge di gravitazione universale - Massa gravitazionale e massa inerzia.

VI. Propagazione ondosa (3 ore)
Onde in mezzi elastici - Onde stazionarie e onde viaggianti - Onde trasversali e longitudinali - Equazione delle onde - Condizioni iniziali e condizioni al contorno - Trasporto di energia - Intensità - Effetto Doppler.

IX. Cenni di Fluidodinamica (4 ore)

Sistemi di molte particelle - Sistemi omogenei - Sistemi isotropi - Sistemi continui - Densità - Pressione - Pressione idrostatica - Legge di Stevino - Principio di Archimede - Viscosità - Moti stazionari e turbolenti.
 
X. Termodinamica (22 ore)
Temperatura - Equilibrio termico - Grandezze fisiche estensive ed intensive - Contatto termico (conduzione, convezione ed irraggiamento) - Calore - Capacità termica e calore specifico - Calore latente - Fasi della materia - Gas Perfetto - Leggi di Volta, Gay Lussac, Boyle e Mariotte - Equazione di stato di un gas perfetto - Stato termodinamico - Variabili di stato e funzioni di stato - Trasformazioni termodinamiche: isoterme, isobare, isocore, adiabatiche - Energia Interna e Io Principio della Termodinamica - Calori specifici a volume costante e pressione costante - Energia Interna di un gas perfetto - Equazione della trasformazione adiabatica di un gas perfetto -Trasformazioni reversibili ed irreversibili - IIo Principio della Termodinamica -Entropia -  Macchine termiche e macchina di Carnot - Rendimento e teorema di Carnot -Trasformazioni spontanee ed aumento dell'entropia - Entropia ed inquinamento - Potenziali termodinamici (Entalpia, Energia Libera di Helmoltz, Energia libera di Gibbs) - Equazione di Van der Waals - Isoterme di Andrews e punti critici - Transizioni di fase.
 
XI. Elementi di Teoria cinetica dei gas (4 ore)
Equipartizione dell'energia - Grandezze termodinamiche come media di quantità microscopiche - Pressione e quantità di moto - Temperatura ed energia cinetica media - Funzioni di distribuzione - Distribuzioni di Maxwell e Boltzmann.

* L'indicazione tra parentesi delle ore previste per ciascun argomento è comprensiva di lezioni ed esercitazioni
 


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Frequenza al corso, tests di apprendimento ed esami finali

La frequenza al corso non è obbligatoria ma è di importanza fondamentale per l'apprendimento degli argomenti e gli studenti sono invitati frequentare con regolarità, soprattutto in considerazione della durata della singola lezione.
In particolare la frequenza è basilare per il superamento dei tests di apprendimento.

Durante il corso sono previsti due tests di apprendimento basati su quiz a risposta multipla. Lo studente potrà così verificare in corso d'opera il suo apprendimento degli argomenti del corso. È naturale che una frequenza assidua costituirà un elemento di vantaggio per il superamento dei tests. L'esito di entrambi i tests di apprendimento costituirà elemento di valutazione in sede di esame finale.

Gli esami finali si svolgeranno con una prova scritta (problemi) ed un esame orale. La prova scritta sarà sostenuta nei giorni fissati per l'esame. Di norma l'esame orale avrà luogo il giorno successivo a quello fissato per la prova scritta .

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Testi Consigliati

Libro di testo principale:

P.M. Fishbane, S. Gasiorowicz and S. T. Thornton, Fisica per Scienze ed Ingegneria, Vol. primo, EdiSES

Testi di supporto o alternativi:

F. Wanderlingh, Corso di Fisica Generale, Vol. II, GENAL

P. A. Tipler, Corso di Fisica, 1o volume, ZANICHELLI

D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, Fisica 1 (4a edizione), Ambrosiana

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica 1o volume, EdiSES

Letture

Aslamazov e Varlamov, Fisica, che meraviglia!, La Goliardica Pavese