FISICA I

Programma Prof. Ugo Troya

A.A. 1997/98

(Telecomunicazioni N-Z)

MECCANICA

Cinematica del punto materiale

La legge oraria di un punto materiale - La velocità media - Derivata dei vettori - Velocità ed accelerazione istantanee - Moti piani su traiettoria qualsiasi - Dalla accelerazione alla legge oraria.

I principi della dinamica del punto materiale

Principio di relatività - Definizione statica di forza - Sistemi di riferimento inerziali - Principio di inerzia - Forza e accelerazione - Massa inerziale e massa gravitazionale - Misura dinamica di forze e secondo principio della dinamica - Le leggi delle forze - Trasformazioni galileiane e invarianza relativistica del II° principio della dinamica - Sistemi non inerziali e forze dette apparenti o fittizie.

Conseguenze del II° principio della dinamica

Impulso e quantità di moto - Momento angolare e momento della forza - Lavoro di una forza. Teorema della energia cinetica - Calcolo del lavoro e integrale di linea - Campi di forze conservativi. La funzione potenziale - Il teorema della conservazione della energia meccanica - Condizioni di equilibrio per un punto materiale ed energia potenziale - La potenza.

Le leggi delle forze

Le leggi della gravitazione universale - Il teorema di Gauss e il campo gravitazionale generato da una massa avente simmetria sferica - Le leggi di Keplero e la loro giustificazione dinamica - La forza peso - Il potenziale efficace e la forza di richiamo verso l'orbita di equilibrio - Forze elastiche - Forze viscose di resistenza del mezzo - Moto di un grave sottoposto a forza di resistenza viscosa - Moto oscillatorio smorzato - Reazioni vincolari - Forze di attrito - Attrito statico - Attrito cinematico radente - Attrito volvente - Oscillazioni forzate - Oscillatore in due dimensioni - Oscillatore forzato.

Le leggi della dinamica dei sistemi

Leggi fondamentali - Il terzo principio della dinamica - Centro di massa - Equazioni cardinali della dinamica dei sistemi ed il moto del centro di massa - Semplici considerazioni relative al significato del momento angolare - Il problema dei due corpi - Sistemi a massa variabile - Energia cinetica e teorema di Koenig - Sistemi di forze applicate.

Sistemi rigidi

Equilibrio dei corpi rigidi - Momento angolare rispetto al baricentro e momento d'inerzia - Calcolo del momento d'inerzia - Energia cinetica di un sistema rigido - Momento angolare rispetto a un polo fisso - Moto di un sistema rigido non vincolato. Il caso notevole di un proiettile non puntiforme - Giroscopio appoggiato a un piano (moto di una trottola) - Corpo rigido girevole intorno a un asse fisso - Moto di rotolamento - Moto di sistemi rigidi a contatto con vincoli - Sistemi composti da più sistemi rigidi fra di loro collegati.

Problemi d'urto

Considerazioni metodologiche generali relative all'urto fra particelle - Urto elastico fra particelle sferiche - Urto elastico di una sfera contro una parete rigida di massa infinita - Urti anelastici - Sezione d'urto - Urti di sistemi materiali.

Meccanica dei fluidi

Fluidi - Azioni meccaniche sui fluidi - Statica dei fluidi - Idrostatica nel campo della gravità - Statica dei fluidi in campi di forze di volume conservative - Statica dei fluidi in sistemi di riferimento non inerziali.

TERMODINAMICA

Calore e temperatura

Termodinamica - Temperatura - Sistemi termodinamici - Sistemi termodinamici chiusi e sistemi isolati - Stati di equilibrio termodinamico - Calore - Trasformazioni termodinamiche - Variabili di stato intensive ed estensive - Lavoro in una trasformazione termodinamica - Rappresentazione grafica delle trasformazioni e del lavoro - Dilatazione termica.

Il primo principio della termodinamica

L'equivalente meccanico della caloria - Il primo principio della termodinamica - Applicazioni del primo principio ad un corpo rigido - Applicazioni del primo principio ad un gas perfetto - Definizione del gas perfetto - Il piano di Clapeyron. Trasformazioni quasi statiche, lavoro e reversibilità - L'energia interna di un gas perfetto - Calori specifici di un gas perfetto - Adiabatica reversibile di un gas perfetto - I gas reali - Sistema generico descritto dai parametri P,V, T - Agitazione termica e transizioni di fase.

Trasmissione del calore (cenni)

La conduzione in regime stazionario - Convenzione in regime stazionario - Scambi termici per irraggiamento.

Secondo principio della termodinamica

Enunciati del secondo principio - Equivalenza tra i due enunciati del secondo principio - Il più semplice tra i motori termici : il ciclo di Carnot - Teorema di Carnot e temperatura termodinamica assoluta - Il rendimento dei motori reali - Integrale di Clausius ed entropia - L'entropia e il secondo principio della termodinamica - Entropia di alcuni sistemi termodinamici notevoli - L'entropia come parametro di stato.

Funzioni termodinamiche

Energia interna - La funzione di stato entalpia H - Energia libera di Helmoltz F - Energia libera di Gibbs G - Transizioni di fase.

Interpretazione microscopica delle grandezze termodinamiche

Interpretazione microscopica della pressione - Interpretazione microscopica della temperatura.

Testi consigliati :

Mencuccini C., Silvestrini V., Fisica I. Meccanica Termodinamica, Liguori Ed.

D'Arrigo G., Mistura L., Problemi di fisica, Ed. Kappa.


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