Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire una conoscenza organica delle leggi fondamentali della meccanica classica del punto materiale e dei sistemi, una conoscenze di base della termologia, termodinamica e proprietà dei gas. Si propone inoltre di fornire le conoscenze di base dei fenomeni elettrici e magnetici.
Prerequisiti
E' presupposta la conoscenza dei fondamenti del calcolo differenziale ed integrale.
Contenuti dell'insegnamento
Meccanica: cinematica del punto, dinamica, lavoro ed energia meccanica, urti.
Termologia e termodinamica.
Elementi di Elettrostatica; corrente continua e circuiti elettrici.
Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo.
Programma esteso
Introduzione: Le grandezze fisiche. Sistemi di unita' di misura. I vettori.
Cinematica del punto materiale: velocita';, accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto in due dimensioni.
Dinamica del punto materiale e applicazioni delle leggi della meccanica: Il concetto di forza e prima legge di Newton, massa inerziale; seconda legge di Newton e la legge di azione e reazione. La forza gravitazionale e il peso. Forze di attrito
Lavoro ed energia: Lavoro delle forze. Energia cinetica. Campi di forza conservativi. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Alcune forze conservative e l'energia potenziale ad esse associata.
Dinamica dei sistemi: Sistemi a piu' particelle. Centro di massa. Quantita' di moto e sua conservazione. Impulso e quantità di moto. Urti. Problemi d'urto elastico ed inelastico.
Teoria cinetica dei gas e termodinamica: Descrizione macroscopica di un gas perfettto. Concetto di temperatura e principio zero della termodinamica. Funzioni di stato. Calore ed energia interna. Calore specifico. Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche. Conservazione dell'energia e primo principio della termodinamica. Entropia e il secondo principio della termodinamica. Macchine termiche.
Elementi di Elettrostatica: Cariche elettriche e legge di Coulomb. Il campo elettrico. La legge di Gauss e sue applicazioni. Il potenziale elettrico. Energia potenziale elettrostatica.
Corrente e circuiti a corrente continua: corrente elettrica e densita' di corrente. Resistenza elettrica e legge di Ohm. Forza elettromotrice. Legge di Joule. Resistenze in serie e in parallelo. Circuiti RC
Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto: Forza di Lorentz e definizione del campo magnetico. Forza esercitata da un campo magnetico su una corrente elettrica. Campo magnetico generato da correnti. Il campo magnetico di un filo rettilineo indefinito. La forza tra due correnti parallele. Assenza di cariche magnetiche isolate. Legge di Ampere e teorema della circuitazione. Il campo magnetico di un solenoide.
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: Induzione magnetica. Legge di Faraday-Neuman. Alcuni esempi e applicazioni. Auto e mutua induzione. Corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell.
Bibliografia
J.S. Walker, Fondamenti di Fisica, Pearson Education Italia (oppure la vecchia edizione J.S. Walker, Fondamenti di Fisica, vol. 1, Ed. Zanichelli.)
D.Halliday, R.Resnick, J.Walker. Fondamenti di Fisica, ed. Ambrosiana, Milano.
R.A.Serway, J.W.Jewett. Fondamenti di Fisica, vol. 1, Ed. EdiSES, Napoli.
Metodi didattici
Sono previste verifiche intermedie scritte che possono esonerare dall'esame scritto finale
Modalità verifica apprendimento
esame finale scritto e orale
Altre informazioni
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