OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce la conoscenza e comprensione di concetti ed elementi fondamentali della meccanica dei sistemi e della termodinamica, mettendone in evidenza le modelizzazioni utilizzate e i limiti di validita'

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell'insegnamento è quello di far conoscere e comprendere concetti fondamentali nei seguenti ambiti:

• meccanica newtoniana dei sistemi estesi (fluidi e corpi rigidi),
• moto di una particella in un campo centrale (in particolare il campo gravitazionale) e
• diffusione classica.
• termodinamica
• teoria cinetica

Al termine dell'insegnamento lo studente:

• conoscerà e avrà compreso i contenuti dell'insegnamento, come presentati dal docente sia attraverso le lezioni frontali sia attraverso eventuali e puntuali riferimenti bibliografici
• saprà mettere in relazione i contenuti di questo insegnamento con i contenuti dell'insegnamento di Fisica Generale 1 (1o anno LT), con i contenuti di altri insegnamenti del 2o anno (come Chimica, Fisica Generale 3) e i diversi contenuti del corso di Fisica Generale 2 tra loro
• saprà elaborare in modo autonomo riflessioni sul concetto di modello e sui suoi limiti di validità, riflessioni declinate via via sulle diverse parti del corso
• saprà risolvere esercizi del tipo e della difficoltà di quelli presentati dai docenti durante lo svolgimento del corso
• saprà discutere con il docente, utilizzando un linguaggio corretto e scientificamente appropriato, gli argomenti trattati
• saprà studiare gli argomenti proposti attingendo da, e mettendo in relazione tra loro, fonti diverse quali gli appunti presi a lezione, i riferimenti bibliografici dati dai docenti ed eventuale materiale di approfondimento suggerito dai docenti

PREREQUISITI

Gli studenti devono avere buona dimestichezza con i contenuti dei corsi di Fisica Generale 1, Analisi Matematica 1, Algebra lineare e geometria analitica, in particolare con: analisi di funzioni; derivate ed integrali per funzioni con una variabile; equazioni differenziali lineari.

MODALITA' DIDATTICHE

Parte 1a

Moto di un corpo rigido: velocita’ angolare, tensore di inerzia, momento angolare di un corpo rigido, equazioni del moto di un corpo rigido, angoli di Eulero, trottola asimmetrica, corpi rigidi in contatto, moto in sistemi di riferimento non inerziali.

Integrazione delle equazioni del moto: moto in una dimensione, determinazione dell’energia potenziale a partire dal periodi di oscillazione, massa ridotta, moto in un campo centrale, problema di Keplero

Collisioni tra particelle: disintegrazione di particelle, collisioni elastiche, diffusione, formula di Rutherford, diffusione a piccoli angoli

Parte 2a

Sistemi termodinamici, principio zero e temperatura; calore e primo principio della termodinamica; diagrammi di fase ed equazioni di stato; applicazioni del primo principio ai gas ideali e ad altri sistemi; teoria cinetica; gas reali e cenni alle interazioni molecolari; secondo principio della termodinamica; macchine termiche; termodinamica assiomatica; potenziali termodinamici ed equilibrio termodinamico; coesistenza tra fasi e transizioni di fase, equazione di Clausius-Clapeyron; radiazione di corpo nero e trasmissione del calore.

Statica e dinamica dei fluidi puri omogenei.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso è erogato nella forma di lezioni frontali che comprendono:

• presentazione dei contenuti alla lavagna
• presentazioni power point
• visione di filmati
• esercizi svolti alla lavagna dal docente
• attività di gruppo (per esempio, esercizi svolti dagli studenti a gruppi con la guida del docente o attività del tipo problem-based learning)
• instant polling

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Goldstein, Meccanica Classica - Zanichelli
• Mazzoldi-Nigro-Voci  Fisica/Vol.I  - Edises
• E. Fermi - Termodinamica - Bollati Boringhieri
• R. G. Mortimer - Physical Chemistry - Elsevier
• Mencuccini e Silvestrini - Fisica I: meccanica e termodinamica - Liguori
• Mark W. Zemansky - Calore e termodinamica - Zanichelli
• H. B. Callen - Termodinamica – Tamburini