OBIETTIVI FORMATIVI

Apprendimento dei principi base della fisica classica relativamente alla Meccanica, alla Termodinamica, all'Elettromagnetismo e all'Ottica; capacità di applicare questi principi per la risoluzione di semplici problemi pratici.

MODALITA' DIDATTICHE

lezioni frontali

esercizi in aula

PROGRAMMA/CONTENUTO

Concetto di Misura

Grandezze fisiche, campioni e unità.
Il Sistema Internazionale di Unità - SI.
Il campione di lunghezza.
Il campione di massa.
Il campione di tempo.

Vettori
Vettori e scalari .
Somma di vettori, metodo geometrico .
Scomposizione e somma di vettori, metodo analitico.
Prodotto di vettori.

Moto in una dimensione
Definizione di “meccanica”.
Cinematica del punto materiale.
Velocità media.
Velocità istantanea.
Accelerazione.
Moto in una dimensione: accelerazione costante .
Consistenza di unità e dimensioni.
Corpi in caduta libera.

Moti piani
Moto piano con accelerazione costante.
Moto di un proiettile.
Moto circolare uniforme.

Dinamica del punto materiale
Introduzione: la meccanica classica.
La prima legge di Newton.
Forza.
Massa; la seconda legge di Newton.
La terza legge del moto di Newton.
Peso e massa.
Alcune applicazioni delle leggi del moto di Newton.
Forze di attrito.
La dinamica del moto circolare uniforme.

Lavoro ed energia
Lavoro fatto da una forza costante.
Lavoro fatto da una forza variabile. Caso unidimensionale.
Energia cinetica e teorema dell’energia cinetica.
Potenza.

La conservazione dell'energia
Forze conservative.
Energia potenziale.
Sistemi conservativi unidimensionali.
Il pendolo semplice.
Forze non conservative.
Conservazione dell’energia.

Dinamica dei sistemi di particelle
Centro di massa.
Moto del centro di massa.
Quantità di moto di una particella.
Quantità di moto di un sistema di particelle.
Conservazione della quantità di moto e alcune applicazioni.

Urti
Definizione di urto.
Gli urti e la conservazione della quantità di moto.
Urti in una dimensione.

Gravitazione
La legge di gravitazione universale.
La costante di gravitazione universale.
Accelerazione gravitazionale.
Le leggi di Keplero.

Fluidi
Definizione di fluido.
Pressione e densità.
Variazione di pressione in un fluido in equilibrio.
Principi di Pascal e di Archimede.

Temperatura
Descrizioni macroscopica e microscopica.
Equilibrio termico. Il principio zero della termodinamica.
Misura della temperatura.
Scala di temperatura del gas perfetto.
La scala Celsius.
Dilatazione termica.

Il calore e il primo principio della termodinamica
Il calore come forma di energia.
Quantità di calore e calore specifico.
Conduzione del calore.
Equivalente meccanico del calore.
Lavoro e calore.
Il primo principio della termodinamica.

Teoria cinetica dei gas
Gas perfetto: descrizione macroscopica.
Gas perfetto: descrizione microscopica.

L’entropia e il secondo principio della termodinamica
Trasformazioni reversibili e irreversibili.
Il ciclo di Carnot.
Il secondo principio della termodinamica.
Rendimento delle macchine termiche.
Entropia: trasformazioni reversibili.
Entropia: trasformazioni irreversibili.
L’entropia e il secondo principio.

Carica e materia
L’elettromagnetismo.
La carica elettrica.
Conduttori e isolanti.
La legge di Coulomb.
La carica è quantizzata.
Carica e materia.

Il campo elettrico
Definizione del concetto di campo.
Definizione operativa di campo elettrico.
Linee di forza.
Calcolo di E.
Carica puntiforme in campo elettrico.
Dipolo in un campo elettrico.

Potenziale elettrico
Definizione di potenziale elettrico.
Potenziale e campo elettrico.
Potenziale di una carica puntiforme.
Insieme di cariche puntiformi.

Condensatori e dielettrici
Capacità.
Calcolo di capacità.
Condensatore piano con dielettrico.

Corrente e resistenza
Corrente elettrica.
Resistenza.
Legge di Ohm.
Forza elettromotrice.
Calcolo della corrente.

Il campo magnetico
Definizione operativa di B.
Forza magnetica su una corrente.
Calcolo di B: la legge di Biot – Savart.
Conduttori paralleli.
Spire percorse da corrente: la legge di induzione di Faraday.

Cenni di ottica geometrica
Le onde elettromagnetiche e la luce.
La riflessione e la rifrazione.
Gli specchi.
Il diottro sferico.
La lente sottile.
Strumenti ottici: l’occhio umano.
Strumenti ottici: la lente d’ingrandimento.
Strumenti ottici: il microscopio.
Il potere risolutivo di un sistema ottico, con applicazioni all’occhio umano.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense del docente in formato PDF, a disposizione su richiesta
Halliday-Resnick-Walker: Fondamenti di Fisica Moderna (Zanichelli)
Halliday-Resnick: Fondamenti di Fisica (Zanichelli)