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    Insegnamento di FISICA 1

    Corso di laurea in INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA

    SSD: FIS/03

    CFU: 12,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 96,00

    Periodo di Erogazione:

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Analisi Vettoriale, Cinematica, Dinamica del punto, Dinamica dei sistemi, Termodinamica.

    Testi di riferimento

    Robert RESNICK, David HALLIDAY, Kenneth KRANE
    Fisica Volume 1,
    Casa Editrice Ambrosiana, Milano

    Obiettivi formativi

    Il corso si propone di dare le conoscenze di base della Fisica classica nei campi della Meccanica e della Termodinamica. Gli argomenti sono trattati con un approccio fenomenologico, mettendo particolare attenzione all’interpretazione del fenomeno e all’impostazione dei problemi. I vari argomenti sono presentati in un contesto più generale che coinvolge anche i corsi successivi nel corso di Laurea, con lo scopo di motivare maggiormente gli studenti. L’obiettivo finale è che lo studente sia in grado di impostare semplici problemi di meccanica e termodinamica e conosca i principi fondamentali della Fisica classica.

    Prerequisiti

    Concetto di funzione, rappresentazione grafica e analitica; funzioni elementari; trigonometria; geometria piana e solida.

    Metodologie didattiche

    Lezione frontale, esercitazioni, proiezione di filmati e dimostrazioni sperimentali in aula.

    Metodi di valutazione

    Due prove scritte e una orale.

    Programma del corso

    PRIMO MODULO
    Metodo scientifico. Unità di misura. Analisi dimensionale. Sistemi di assi coordinati. Vettori: definizione, rappresentazione polare e cartesiana. Somma e differenza di vettori. Prodotto di uno scalare per un vettore. Versori. Prodotto scalare e prodotto vettore in notazione polare e cartesiana. Moto in una e più dimensioni: grandezze scalari, tempo e posizione istantanea di un punto. Traiettoria di un punto nello spazio. Ascissa curvilinea. Velocità media e istantanea. Equazioni orarie del moto rettilineo uniforme. Accelerazione media e istantanea. moto uniformemente accelerato: moto del grave. Moto del proiettile. Moto circolare uniforme e vario. Variabili angolari. Relazioni vettoriali tra variabili lineari e angolari. Regola di Poisson. Principi della dinamica. Sistemi inerziali. Quantità di moto. Trasformazioni Galileiane. Peso e massa - Forza normale. Tensione di una fune. Forza elastica. Forze d'attrito statico e dinamico. Forze ritardatrici dipendenti dalla velocità. Velocità limite. Dinamica del moto circolare. Pendolo conico. Forza di gravitazione universale. Campo gravitazionale. Moto armonico semplice. Pendolo semplice. Massa attaccata a una molla. Lavoro di una forza. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Energia potenziale gravitazionale ed elastica. Conservazione dell'energia generalizzata. Condizioni di equilibrio: curve dell'energia potenziale. Potenza.

    SECONDO MODULO
    Dinamica dei sistemi: Centro di massa. Teorema del centro di massa. Prima Equazione cardinale della meccanica. Conservazione della quantità di moto. Energia cinetica e primo teorema di Koenig. Momento torcente. Coppia e lavoro di una coppia. Momento d'inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Teorema degli assi perpendicolari. Seconda Equazione cardinale della meccanica. Conservazione del momento angolare. Pendolo fisico. Pendolo di torsione. Moto di puro rotolamento. Secondo teorema di Koenig. Momento angolare di un manubrio. Velocità di precessione. Trottola su un piano con attrito. Equilibrio dei corpi rigidi. Urti e forze impulsive. Urti elastici tra particelle. Urti anelastici. Pendolo balistico. Termodinamica: Variabili intensive e estensive. Temperatura. Principio zero. Dilatazione termica. Equazione di stato dei gas ideali e reali. Caloria. Calore. Equivalente meccanico del calore. Calori specifici. Calore latente. Calorimetro. Teoria cinetica e interpretazione molecolare della pressione e della temperatura. Teorema di equipartizione dell'energia. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Lavoro termodinamico. Primo principio della termodinamica. Relazione di Mayer. Energia interna di un gas perfetto, espansione adiabatica libera. Trasformazione adiabatica reversibile e isoterma reversibile di gas perfetto. Cicli termici. Secondo principio della termodinamica: enunciati di Clausius e Kelvin-Planck e loro equivalenza. Ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Terzo principio della termodinamica. Teorema di Clausius. Integrale di Clausius e entropia. Secondo principio in termini di entropia.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Vectors, Kinematics, Dinamics of the material point, Dynamics of the rigid body, Termodynamics.

    Textbook and course materials

    Robert RESNICK, David HALLIDAY, Kenneth KRANE
    Fisica Volume 1,
    Casa Editrice Ambrosiana, Milano

    Course objectives

    The course aims to give the basic knowledge of classical Physics in the fields of Mechanics and Thermodynamics. Topics are treated with a phenomenological approach, paying particular attention to the interpretation of the phenomenon and to the setting of problems. The various topics are presented in a more general context that also involves the following courses in the degree course, with the aim of motivating students more. The ultimate goal is that the student is able to set simple problems of mechanics and thermodynamics and know the basic principles of classical physics.

    Prerequisites

    Concept of function, graphic and analytical representation; elementary functions; trigonometry; flat and solid geometry.

    Teaching methods

    Lectures, exercises, film projection and experimental demonstrations in the classroom.

    Evaluation methods

    Two written exams and one oral exam.

    Course Syllabus

    FIRST MODULE
    Scientific method. Unit of measure. Dimensional analysis. Coordinated axis systems. Vectors: definition, polar and Cartesian representation. Sum and difference of vectors. Product of a scalar for a vector. Versors. Scalar product and vector product in polar and Cartesian notation. Motion in one or more dimensions: scalar quantities, time and instantaneous position of a point. Trajectory of a point in space. Curvilinear abscissa. Average and instant speed. Hour equations of uniform rectilinear motion. Average and instant acceleration. uniformly accelerated motion: motion of the serious. Bullet motion. Uniform and varied circular motion. Angular variables. Vector relationships between linear and angular variables. Poisson rule. Principles of dynamics. Inertial systems. Amount of motion. Galileian transformations. Weight and mass - Normal force. Tension of a rope. Elastic force. Static and dynamic frictional forces. Speed-dependent retarding forces. Speed ​​limit. Dynamics of circular motion. Conical pendulum. Universal gravitational force. Gravitational field. Simple harmonic motion. Simple pendulum. Mass attached to a spring. Work of a force. Kinetic energy. Theorem of kinetic energy. Conservative forces. Potential energy. Conservation of mechanical energy. Gravitational and elastic potential energy. Conservation of generalized energy. Conditions of equilibrium: potential energy curves. Power.
    SECOND MODULE
    System dynamics: Center of mass. Center of mass theorem. First cardinal equation of mechanics. Conservation of momentum. Kinetic energy and the first Koenig theorem. Torque. Couple and work of a couple. Moment of inertia. Huygens-Steiner's theorem. Theorem of the perpendicular axes. Second cardinal equation of mechanics. Conservation of angular momentum. Physical pendulum. Torsion pendulum. Pure rolling motion. According to Koenig's theorem. Angular momentum of a handlebar. Precession speed. Spinning top on a plane with friction. Equilibrium of rigid bodies. Impacts and impulsive forces. Elastic bumps between particles. Inelastic bumps. Ballistic pendulum. Thermodynamics: Intensive and extensive variables. Temperature. Zero principle. Thermal expansion. Equation of state of ideal and real gases. Calorie. Heat. Mechanical heat equivalent. Specific heat. Latent heat. Calorimeter. Kinetic theory and molecular interpretation of pressure and temperature. Theorem of energy equipartition. Reversible and irreversible transformations. Thermodynamic work. First principle of thermodynamics. Mayer report. Internal energy of a perfect gas, free adiabatic expansion. Reversible adiabatic transformation and reversible isotherm of perfect gas. Thermal cycles. Second law of thermodynamics: Clausius and Kelvin-Planck statements and their equivalence. Carnot cycle. Carnot's theorem. Third principle of thermodynamics. Clausius theorem. Integral of Clausius and entropy. Second principle in terms of entropy.

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