Obiettivi formativi
Il corso ha come scopo quello di fornire, in modo semplificato, alcune nozioni di
base indispensabili per poter affrontare i corsi degli ambiti chimico e biologico. In
particolare si propone di fornire una descrizione fisica dei meccanismi che stanno
alla base di processi e di proprietà della materia che vengono affrontati in
corsi successivi.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Meccanica
Grandezze Fisiche e Sistemi di unità di misura. Vettori e scalari. Operazioni con i
vettori. Scomposizione lungo gli assi cartesiani. Diagramma spazio-tempo.
Posizione, velocità media e istantanea, accelerazione media e istantanea. Leggi
orarie di moti particolari. Vettori posizione, velocità e accelerazione.
Leggi della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Forze fondamentali. Legge di
gravitazione universale e forza di gravità. Attriti. Lavoro di una forza. Prodotto
scalare. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative ed energia potenziale.
Conservazione dell'energia meccanica. Lavoro svolto da forze non conservative.
Impulso di una forza. Conservazione della quantità di moto. Urti.
Centro di massa. Condizioni generali di equilibrio. Moto rotatorio. Energia cinetica di
un corpo in rotazione. Momento di inerzia. Prodotto vettoriale Momento di una
forza. Momento angolare.
Meccanica dei fluidi
Pressione. Modulo di volume. Legge di Pascal. Principio di Archimede.
Caratteristiche del flusso. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli.
Applicazioni del teorema di Bernoulli. Viscosità e flusso dei fluidi viscosi. Legge di
Poiseuille. Moto laminare. Moto turbolento. Numero di Reynolds. Forze di
trascinamento viscoso. Forze di trascinamento ad alte velocità. Diffusione
molecolare. Centrifugazione. Tensione superficiale. Capillarità. Legge di Laplace.
Termodinamica
Principio zero della termodinamica. La dilatazione dei solidi. Temperatura. Teoria
cinetica dei gas. Teorema di equipartizione dell'energia. Il calore e l'energia interna.
Calore specifico. Calore specifico di un gas ideale monoatomico e biatomico.
Calore latente e transizioni di fase. Lavoro e calore. Primo principio. Trasformazioni
particolari. Meccanismi di trasmissione del calore. Propagazione del calore
Macchine termiche. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Entropia. Significato
microscopico dell'entropia. Secondo principio della termodinamica. Variazione di
entropia nel ciclo di Carnot. Variazione di entropia nei processi irreversibili. Funzioni
termodinamiche: Entalpia, Energia libera di Gibbs. Criteri di spontaneità. La
pressione osmotica.
Elettromagnetismo
La carica elettrica. Isolanti e conduttori. Carica per induzione e polarizzazione.
Forza di Coulomb. Campo elettrico. Campo elettrico di una carica puntiforme e di
un dipolo. Campo generato da una distribuzione continua di cariche. Linee di
campo. Flusso del campo elettrico. Teorema di Gauss. Applicazioni del teorema di
Gauss. Potenziale elettrico. Superfici equipotenziali. Momento su un dipolo in un
campo elettrico uniforme. Energia potenziale. Capacità. Condensatore.
Collegamento di condensatori in serie ed in parallelo. Energia immagazzinata in un
condensatore. Effetto degli isolanti sulla capacità. Corrente elettrica. resistenza e
legge di Ohm. Legge di Joule. Collegamento di resistenze in serie ed in parallelo.
Circuiti RC. Magneti permanenti. Forza di Lorentz. Campo magnetico. Forza su un
conduttore percorso da corrente. Momento magnetico di una spira. Legge di Biot-
Savart. Campo magnetico di un filo infinitamente lungo percorso da corrente.
Teorema di Ampère. Legge di Faraday. Generatore di corrente alternata. f.e.m.
indotte e campi elettrici. Energia immagazzinata nel campo magnetico. Teorema di
Ampère generalizzato. Le equazioni di Maxwell. Le onde elettromagnetiche.
Energia trasportata dalle onde e.m. Lo spettro delle onde e.m. Polarizzazione delle
onde e.m. Rifrazione della luce. Dispersione delle luce.
Programma esteso
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Bibliografia
Principi di Fisica vol I
Serway Jewett
EdiSES
Fondamenti di Fisica
J.S. Walker
Pearson Addison- Wesley
Metodi didattici
Lezioni frontali
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto
Altre informazioni
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