Il corso di Fisica 1 affronta le leggi della meccanica e dell’idromeccanica, alla base di tutte le applicazioni scientifiche e tecnologiche che l'allievo dovrà affrontare nel suo percorso didattico.
Scientific method, experimental uncertainties, dimensional analysis and units of measurement. Reference systems and vector, differential and integral calculation elements. Kinematics of the material point: position, displacement, velocity, acceleration. Radial and tangential acceleration. Uniformly accelerated motion, circular motion, harmonic motion. Principles of the dynamics of the material point: forces, inertial systems, non-inertial and apparent forces (brief remarks); force weight, friction forces; elastic forces, gravitational force (brief remark) Work of a force, kinetic energy and power; conservative forces and potential energy. Impulse and momentum; angular momentum and momentum of a force; System of material points laws of conservation of momentum and angular momentum; center of mass and its motion; applications with elastic and inelastic collisions. Rigid body: rotation around a fixed axis; moment of inertia; rolling motion.
La frequenza e la partecipazione attiva alle attività educative proposte (lezioni ed esercitazioni) e allo studio individuale consentiranno allo studente di:
- acquisire la capacità di descrivere e analizzare i concetti di base relativi alla misurazione delle grandezze fisiche
- comprendere e applicare le leggi fondamentali della cinematica
- comprendere e applicare le leggi fondamentali della dinamica a una varietà di situazioni comuni
- comprendere, descrivere e applicare i concetti di base di energia cinetica e potenziale, lavoro e potenza
- estendere le leggi fondamentali di cinetica e dinamica alla rotazione
- comprendere e applicare i concetti di equilibrio ed elasticità
- acquisire la capacità di descrivere e analizzare i concetti di base relativi a statica e dinamica dei fluidi
- comprendere il moto armonico e le sue applicazioni
Lo studente sarà incoraggiato a comprendere i vantaggi e le limitazioni connessi all'uso di schemi e modelli, utilizzare correttamente il formalismo e il linguaggio scientifico, riconoscere l'applicabilità di schemi e modelli in situazioni di vita reale, impostare e risolvere esercizi e problemi all'interno dei contenuti proposti e valutare criticamente i risultati.
L’insegnamento è articolato in lezioni frontali svolte dal docente in cui verrà esposta la teoria, che verrà applicata a diversi esempi e attraverso la risoluzione di esercizi. Nel suo lavoro personale lo studente dovrà acquisire le conoscenze e i concetti alla base della meccanica e idromeccanica ed essere in grado di risolvere esercizi.
Misure
Quantità fisiche, standard e unità, Precisione e cifre significative, Analisi dimensionale
Moto in una dimensione
Posizione, spostamento e velocità media, Velocità istantanea e velocità, Accelerazione, accelerazione costante, accelerazione a caduta libera
Vettori
Vettori e loro component, Vettori unitari, somma di vettori
Moltiplicazione di vettori
Moto in due e tre dimensioni
Posizione e spostamento, Velocità media e velocità istantanea, Accelerazione media e velocità istantanea, Moto di un proiettile, Moto circolare uniforme, Moto relativo in una dimensione
Moto relativo in due dimensioni
Forza e movimento
La prima e la seconda legge di Newton, Alcune forze speciali, Applicare le leggi di Newton
Forze d'attrito, La forza di trascinamento e la velocità terminale, La dinamica del moto circolare uniforme
Energia cinetica e lavoro
Energia cinetica, Lavoro e energia cinetica: Teorema dell'energia, Lavoro fatto da una Forza Costante, Lavoro fatto da una forza variabile, Energia
Energia potenziale e conservazione dell'energia
Energia potenziale, Conservazione dell'energia meccanica, Lavoro fatto su un sistema da una forza esterna, Conservazione dell'energia
Centro di massa e momento lineare
Centro di Massa, Seconda legge di Newton per un sistema di particelle, Momento lineare, Collisione e Impulso, Conservazione del momento lineare, Momento e energia cinetica nelle collisioni, Collisioni elastiche in una dimensione, Collisioni in due dimensioni, Sistemi con massa variabile
Rotazione
Variabili rotazionali, Rotazione con accelerazione angolare costante, Relative alle variabili lineari e angolari, Energia cinetica di rotazione, Calcolo dell'inerzia rotazionale, momento torcente, Seconda legge di Newton per la rotazione, Lavoro e energia cinetica rotazionale
Rotolamento, Momento torcente e Momento Angolare
Rotolamento come combinazione di traslazione e rotazione, L'energia cinetica del rotolamento, Le forze del rotolamento, Momento angolare, Seconda legge di Newton in forma angolare, Il momento angolare di un sistema di particelle, Il momento angolare di un corpo rigido che ruota attorno a un asse fisso, Conservazione del momento angolare, Precessione di un giroscopio
Equilibrio ed elasticità
Equilibrio, Il centro di gravità, Alcuni esempi di equilibrio statico, Elasticità
Statica dei fluidi
Fluidi e solidi, Densità e pressione, Misura della pressione, Variazioni di pressione in un liquido a riposo, Principio di Pascal e principio di Archimede
Dinamica dei fluidi
Concetti generali del flusso dei fluidi, Linee di flusso e l'equazione della continuità, Equazione di Bernoulli, Campi di flusso, Viscosità, turbolenza e flusso caotico
Oscillazioni
Moto armonico semplice, La legge della forza per il moto armonico semplice, Energia nel moto armonico semplice, Un oscillatore armonico semplice angolare, Pendoli, Moto armonico semplice e moto circolare uniforme, Moto armonico semplice smorzato, Oscillazioni forzate e risonanza
Vari testi coprono il materiale del corso, alcuni sono elencati di seguito:
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana
D. Halliday, R. Resnick, K. S. Krane, Fisica 1, Casa Editrice Ambrosiana,
Ricevimento: Durante il periodo di lezione: L’orario e le modalità di ricevimento saranno concordati direttamente con il docente. Al di fuori del periodo di lezione: Previo appuntamento a seguito di richiesta all'indirizzo email davide.ricci@unige.it
DAVIDE FRANCESCO RICCI (Presidente)
LORENZO PAPA
EUGENIA TORELLO
Esame scritto e orale.
Esame scritto
Ammissione alla prova orale con una votazione dello scritto ≥ 16/30
Sarà disponibile nelle date degli appelli ufficiali.
Il candidato può scegliere di ripetere lo scritto se non soddisfatto del risultato. In questo caso però la consegna dell’elaborato annulla i risultati precedenti.
In caso di mancata consegna, il voto acquisito in precedenza viene ridotto di 1/30
Esame orale
La prima domanda a scelta dello studente tra gli argomenti coperti dal corso
