Fisica I (2011/2012)

Codice insegnamento
4S00038
Docente
Gino Mariotto
Coordinatore
Gino Mariotto
crediti
6
Settore disciplinare
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
II semestre dal 1-mar-2012 al 15-giu-2012.

Orario lezioni

II semestre
Giorno Ora Tipo Luogo Note
martedì 8.30 - 10.30 lezione Aula Gino Tessari  
mercoledì 10.30 - 11.30 lezione Aula Gino Tessari  
giovedì 9.30 - 11.30 lezione Aula A  

Obiettivi formativi

Il corso è rivolto agli studenti del corso di Laurea triennale in Informatica. Scopo del corso è la presentazione dei fondamenti del metodo sperimentale e della meccanica classica del punto materiale e dei sistemi di particelle.
Gli obiettivi formativi sono realizzati mediante attività didattiche (lezioni ed esercitazioni) frontali, tenute durante il secondosemestre per un numero complessivo di 6 CFU. Per facilitare lo studente nella comprensione e nell'apprendimento delle leggi e dei principi della meccanica e della termodinamica, durante le lezioni frontali verrà fatto frequentemente ricorso alla fenomenologia. Il corso è integrato da esercitazioni che avranno per oggetto la soluzione di esercizi e problemi tali da mettere lo studente in condizioni di affrontare e superare la prova scritta dell'esame finale.

Programma

Meccanica

1 - Grandezze fisiche e loro misura: Note introduttive. Metodo sperimentale. Definizione operativa delle grandezze fisiche. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Sistemi di unità di misura. Il sistema internazionale (S.I.). Scalari e vettori. Operazioni con i vettori: somma, prodotto scalare e prodotto vettoriale. Ordini di grandezza e generalità sulle leggi fisiche. Analisi dimensionale. Rappresentazione tabulare e grafica.

2 - Cinematica del punto materiale: Relatività del moto. Sistemi di riferimento. Validità sperimentale della geometria euclidea. Sistemi in coordinate cartesiane e polari. Trasformazioni delle coordinate di un punto fra diversi sistemi di riferimento. Posizione, spostamento e velocità. Concetto di punto materiale. Legge oraria del moto. Traiettoria. Moto rettilineo e curvilineo.
Moto unidimensionale (rettilineo e circolare). Posizione istantanea. Velocità e accelerazione scalare media e istantanea. Derivazione ed integrazione delle grandezze cinematiche. Condizioni iniziali. Dall'accelerazione alla velocità e alla legge oraria. Moto uniforme e uniformemente accelerato. Nota a(x) ricavare v. Moto armonico semplice. Accelerazione di gravità g.
Moto in due dimensioni. Vettori posizione, spostamento. Equazioni parametriche del moto. Vettore velocità, vettore accelerazione. Relazione fra componenti cartesiane e modulo. Moti ad accelerazione costante. Moto curvilineo. Componenti tangenziale e normale dell'accelerazione. Moto circolare: velocità ed accelerazione angolare. Moto circolare uniforme: periodo e frequenza di rivoluzione. Moto circolare in coordinate cartesiane, intrinseche e polari.
3 - Moti relativi: Sistemi di riferimento assoluti. Posizione e velocità relativa di due punti materiali. Moto relativo traslatorio rettilineo uniforme ed uniformemente accelerato. Spostamento di trascinamento. Velocità e accelerazione di trascinamento. Trasformazioni di Galileo: invarianza dell'accelerazione. Principio di relatività classica.

4 - Dinamica del punto materiale: Principio di inerzia. Particella libera. Concetto di massa. Massa inerziale e gravitazionale. Interazione fra due particelle. Concetto di forza. Leggi di Newton. Principio di azione e reazione. Definizione operativa di forza. Classificazione delle forze esistenti in natura: forza gravitazionale e forza elettrostatica. Equazione del moto di una particella. Risultante delle forze applicate. Equilibrio statico e dinamico. Vincoli e reazioni vincolari. Forze d'attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Forze elastiche. Oscillatore orizzontale e verticale. Pendolo semplice. Sistemi di riferimento non inerziali. Forza di trascinamento.
Momento della quantità di moto, momento di una forza e teorema del momento angolare. Forze centrali. Conservazione del momento angolare. Legge di gravitazione universale di Newton e leggi di Keplero

5 - Energia e Lavoro: Integrali primi della forza: impulso e lavoro. Potenza. Unità di misura del lavoro e della potenza. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Lavoro di una forza costante. Lavoro di una forza elastica e di una forza centrale. Forze conservative. Energia potenziale. Proprietà della funzione energia potenziale Principio di conservazione dell'energia meccanica. Lavoro di una forza dissipativa.
Campi di forze centrali. Natura conservativa di un campo di forze centrali. Moto sotto l’azione della forza gravitazionale. Energia potenziale gravitazionale. Velocità di fuga dalla terra.

6 - Dinamica dei sistemi di particelle: Generalizzazione dei risultati relativi alla dinamica di una particella a un sistema discreto di particelle. Sistemi di equazioni di Newton. Grandezze collettive: quantità di moto, momento angolare e energia cinetica totale. Forze interne e forze esterne. Principio di azione e reazione per un sistema di punti materiali. Equazioni cardinali della dinamica di un sistema di particelle. Condizioni di equilibrio per un sistema di punti materiale. Centro di massa (CM): definizione e sue proprietà. Sistema di riferimento del laboratorio (sistema L) e del CM (sistema C). Teoremi di König. Moto del CM e moto rispetto al CM. Energia cinetica di un sistema di particelle. Lavoro delle forze agenti su un sistema di particelle. Energia propria. Energia interna. Energia totale meccanica. Problema dei due corpi: massa ridotta. Proprietà dei sistemi di forze. Coppia di forze. Centro di forze e centro di gravità.
Urti tra due particelle. Approssimazione di impulso. Forze interne ed esterne. Conservazione della quantità di moto totale e dell'energia cinetica del CM. Urti centrali elastici e completamente anelastici. Urti tra particelle libere e corpi vincolati. Conservazione del momento della quantità di moto.

Modalità d'esame

L’esame consiste nel superamento di una prova scritta che prevede:
a) la risoluzione di alcuni problemi tipici di meccanica del punto materiale e dei sistemi di punti materiali, e di termodinamica;
b) l’enunciazione e/o la dimostrazione di uno o più quesiti.

L’esame è da ritenersi superato positivamente se e solo se la votazione riportata nella risoluzione dei problemi è sufficiente.
La risposta esatta ai quesiti incrementa il voto finale d’esame, ma non vale ai fini del positivo superamento della prova d’esame.
La date degli appelli sono decise in armonia con il calendario delle sessioni di esame deliberato dalla Facoltà.


Libro di testo consigliato:

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
Elementi di Fisica: Meccanica e Termodinamica
EdiSES, Napoli Ed. 2001, (ultima ristampa).

Materiale didattico

Documenti

Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

I dati relativi all'AA 2011/2012 non sono ancora disponibili