Fisica generale

A.A. 2023/2024
9
Crediti massimi
84
Ore totali
SSD
FIS/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Fornire conoscenze di base della fisica e delle sue metodologie per la descrizione e l'analisi dei fenomeni naturali
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti impareranno a descrivere problemi fisici in termini di equazioni, usando le leggi della fisica classica, e risolverli quantitativamente:
1. conoscenza e comprensione: conoscenza delle leggi fisiche di base e dei loro contesti di applicazioni
2. capacità di applicare conoscenza e comprensione: applicazione di tali leggi per risolvere problemi semplici, sia proponendo una soluzione parametrica (in funzione delle grandezze del sistema in esame), sia una soluzione numerica, completa di unità di misura
Corso singolo

Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.

Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Secondo semestre

Programma
Cinematica 1-dimensionale: coordinata curvilinea, velocità, accelerazione, legge oraria, relazione fra spazio percorso, velocità e accelerazione in termini di derivate e integrali. Moti notevoli: uniforme e uniformemente accelerato.

Posizione in 3 dimensioni: vettori, operazioni fra vettori (somma, sottrazione, moltiplicazione per uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale)

Cinematica 3-dimensionale: traiettoria, legge oraria, velocità (vettoriale e scalare), accelerazione (vettoriale, tangenziale, centripeta). Moti notevoli: rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, circolare.

Dinamica del punto materiale: forze; le 3 leggi della dinamica, forza tangenziale e centripeta; condizione di equilibrio statico; forza-peso, forze vincolari, forze di tensione; forze elastiche e moto oscillatorio armonico. Quantità di moto.

Lavoro e energia cinetica. Forze conservative e energia potenziale. Energia meccanica. Regioni cinematicamente proibite. Esempi di forze conservative (forze uniformi, forze centrali, forze elastiche). Piccole oscillazioni attorno a un punto di equilibrio stabile.

Forze gravitazionale: legge di gravitazione di Newton, sua derivazione dalle leggi di Keplero, misura di G di Cavendish; orbite circolari in un campo gravitazionale centrale.

Cambiamento di sistema di riferimento: trasformazione delle velocità e delle accelerazioni; sistemi inerziali e accelerati, forze fittizie, forza centrifuga.

Dinamica dei fluidi: densità; forze di volume e di pressione; condizioni di staticità, legge di Stevin per i liquidi, leggi di Pascal e di Archimede. Liquidi non viscosi in moto stazionario: conservazione della portata e teorema di Bernoulli.

Termodinamica: dilatazione termica e temperatura empirica, leggi dei gas perfetti, temperatura assoluta, modello microscopico dei gas e equivalenza fra temperatura e energia cinetica media, molecole mono-, bi-, tri-atomiche e gradi di libertà. Lavoro di un gas, trasformazione adiabatica. Trasformazioni isocora, isobara, isoterma. Calore. 1a legge della termodinamica. Capacità termica e calore specifico. Solidi di Dulong-Petit. Calori latenti. Cicli termici, ciclo di Carnot. Leggi di Clausius e di Lord Kelvin, 2a legge della termodinamica. Entropia.

Onde: lunghezza d'onda e frequenza. Velocità e indice di rifrazione. Interferenza, riflessione, rifrazione, diffrazione su reticolo.

Tecniche statistiche di base per la trattazione di dati sperimentali, propagazione delle incertezze e test di ipotesi.
Prerequisiti
Buona conoscenza della matematica di base, algebra, funzioni trigonometriche, logaritmo, esponenziale, calcolo differenziale e integrale.
Metodi didattici
Lezioni frontali. La frequenza è fortemente consigliata.
Materiale di riferimento
Dispensa fornita dal docente, reperibile su piattaforma Ariel a inizio corso.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Esame scritto a fine insegnamento. C'è la possibilità di sostenere due esami in itinere, che se superati hanno valenza di esame scritto. L'esame è volto a verificare che gli studenti siano in grado di impostare la soluzione di problemi in termini quantitativi, ricorrendo alle leggi fisiche inerenti, e a raggiungere una soluzione sia in forma analitica che numerica.
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 9
Esercitazioni: 36 ore
Lezioni: 48 ore
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento richiesto via mail