Il corso ha come obiettivi principali quelli di:
- acquisire una solida conoscenza di base della dinamica del punto materiale e della meccanica dei sistemi e di applicare le leggi della dinamica a sistemi complessi quali gas e fluidi;
- acquisire gli elementi della termodinamica;
- sviluppare la capacità di risolvere problemi che propongano l’applicazioni dei concetti generali a situazioni reali.
- acquisire una solida conoscenza di base della dinamica del punto materiale e della meccanica dei sistemi e di applicare le leggi della dinamica a sistemi complessi quali gas e fluidi;
- acquisire gli elementi della termodinamica;
- sviluppare la capacità di risolvere problemi che propongano l’applicazioni dei concetti generali a situazioni reali.
Canali
scheda docente materiale didattico
Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Programma
Vettori e calcolo vettoriale: definizione di vettore, sua rappresentazione in coordinate cartesiane e polari, proprietà dei vettori, prodotto scalare, prodotto vettoriale, prodotto misto.Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
Testi Adottati
Il testo consigliato è:S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Modalità Erogazione
Lezioni frontali in aula di teoria con uso di diapositive e supporti informatici solo quando necessario. Esercitazioni sui singoli aspetti della materia: vengono proposti e risolti esercizi e problemi relativi agli argomenti trattati a lezione. Studio guidato: vengono proposti esercizi e problemi agli studenti che devono risolverli da soli o in piccoli gruppi; il docente aiuta, dando spunti e suggerimenti per la soluzione; trascorso un tempo sufficiente, l'esercizio o problema viene risolto alla lavagna dal docente o da uno degli studenti che è riuscito a risolverlo. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche. Le lezioni, le esercitazioni e lo studio guidato potranno, se necessario, essere svolti online da remoto continuando a garantire la possibilità di interazione tra il docente e gli studenti. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici già messi a disposizione dall'Ateneo e provati nel corso dei precedenti semestri.Modalità Valutazione
Prova in forma scritta: viene richiesta la soluzione di un problema su ognuno dei seguenti singoli argomenti: meccanica del punto materiale, meccanica dei sistemi, termodinamica, meccanica dei fluidi o onde o elasticità; a ciascun problema è assegnata una valutazione numerica (10 per meccanica del punto, 10 per meccanica dei sistemi, 7 per termodinamica e 3 per meccanica dei fluidi o onde o elasticità) Prova orale: vengono formulate domande atte a valutare l'apprendimento degli aspetti concettuali della disciplina, dei collegamenti tra i diversi argomenti, della comprensione degli aspetti formali della disciplina. La valutazione della prova scritta è in 30-mi; la prova scritta è superata con una votazione di almeno 18 punti complessivi e con una valutazione di almeno 12 per la parte di meccanica e di 6 per le altre parti. La prova orale aumenta o diminuisce la valutazione della prova scritta, generalmente, di non più di 3 punti. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle modalità di valutazione degli studenti. Le prove, se necessario, potranno essere svolte online da remoto. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici messi a disposizione dall'Ateneo. scheda docente materiale didattico
Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Programma
Vettori e calcolo vettoriale: definizione di vettore, sua rappresentazione in coordinate cartesiane e polari, proprietà dei vettori, prodotto scalare, prodotto vettoriale, prodotto misto.Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
Testi Adottati
Il testo consigliato è:S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Modalità Erogazione
Lezioni frontali in aula di teoria con uso di diapositive e supporti informatici solo quando necessario. Esercitazioni sui singoli aspetti della materia: vengono proposti e risolti esercizi e problemi relativi agli argomenti trattati a lezione. Studio guidato: vengono proposti esercizi e problemi agli studenti che devono risolverli da soli o in piccoli gruppi; il docente aiuta, dando spunti e suggerimenti per la soluzione; trascorso un tempo sufficiente, l'esercizio o problema viene risolto alla lavagna dal docente o da uno degli studenti che è riuscito a risolverlo. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche. Le lezioni, le esercitazioni e lo studio guidato potranno, se necessario, essere svolti online da remoto continuando a garantire la possibilità di interazione tra il docente e gli studenti. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici già messi a disposizione dall'Ateneo e provati nel corso dei precedenti semestri.Modalità Valutazione
Prova in forma scritta: viene richiesta la soluzione di un problema su ognuno dei seguenti singoli argomenti: meccanica del punto materiale, meccanica dei sistemi, termodinamica, meccanica dei fluidi o onde o elasticità; a ciascun problema è assegnata una valutazione numerica (10 per meccanica del punto, 10 per meccanica dei sistemi, 7 per termodinamica e 3 per meccanica dei fluidi o onde o elasticità) Prova orale: vengono formulate domande atte a valutare l'apprendimento degli aspetti concettuali della disciplina, dei collegamenti tra i diversi argomenti, della comprensione degli aspetti formali della disciplina. La valutazione della prova scritta è in 30-mi; la prova scritta è superata con una votazione di almeno 18 punti complessivi e con una valutazione di almeno 12 per la parte di meccanica e di 6 per le altre parti. La prova orale aumenta o diminuisce la valutazione della prova scritta, generalmente, di non più di 3 punti. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle modalità di valutazione degli studenti. Le prove, se necessario, potranno essere svolte online da remoto. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici messi a disposizione dall'Ateneo. scheda docente materiale didattico
Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Programma
Vettori e calcolo vettoriale: definizione di vettore, sua rappresentazione in coordinate cartesiane e polari, proprietà dei vettori, prodotto scalare, prodotto vettoriale, prodotto misto.Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
Testi Adottati
Il testo consigliato è:S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Modalità Erogazione
Lezioni frontali in aula di teoria con uso di diapositive e supporti informatici solo quando necessario. Esercitazioni sui singoli aspetti della materia: vengono proposti e risolti esercizi e problemi relativi agli argomenti trattati a lezione. Studio guidato: vengono proposti esercizi e problemi agli studenti che devono risolverli da soli o in piccoli gruppi; il docente aiuta, dando spunti e suggerimenti per la soluzione; trascorso un tempo sufficiente, l'esercizio o problema viene risolto alla lavagna dal docente o da uno degli studenti che è riuscito a risolverlo. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche. Le lezioni, le esercitazioni e lo studio guidato potranno, se necessario, essere svolti online da remoto continuando a garantire la possibilità di interazione tra il docente e gli studenti. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici già messi a disposizione dall'Ateneo e provati nel corso dei precedenti semestri.Modalità Valutazione
Prova in forma scritta: viene richiesta la soluzione di un problema su ognuno dei seguenti singoli argomenti: meccanica del punto materiale, meccanica dei sistemi, termodinamica, meccanica dei fluidi o onde o elasticità; a ciascun problema è assegnata una valutazione numerica (10 per meccanica del punto, 10 per meccanica dei sistemi, 7 per termodinamica e 3 per meccanica dei fluidi o onde o elasticità) Prova orale: vengono formulate domande atte a valutare l'apprendimento degli aspetti concettuali della disciplina, dei collegamenti tra i diversi argomenti, della comprensione degli aspetti formali della disciplina. La valutazione della prova scritta è in 30-mi; la prova scritta è superata con una votazione di almeno 18 punti complessivi e con una valutazione di almeno 12 per la parte di meccanica e di 6 per le altre parti. La prova orale aumenta o diminuisce la valutazione della prova scritta, generalmente, di non più di 3 punti. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle modalità di valutazione degli studenti. Le prove, se necessario, potranno essere svolte online da remoto. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici messi a disposizione dall'Ateneo. scheda docente materiale didattico
Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Programma
Vettori e calcolo vettoriale: definizione di vettore, sua rappresentazione in coordinate cartesiane e polari, proprietà dei vettori, prodotto scalare, prodotto vettoriale, prodotto misto.Cinematica del punto materiale: posizione, velocità, accelerazione scalare e vettoriale di un punto materiale. Accelerazione centripeta e tangenziale. Moto uniformemente accelerato, moto circolare uniforme e non, moto armonico. La velocità e l'accelerazione in coordinate polari. Velocità areolare. Legge di composizione delle velocità e delle accelerazioni per traslazioni; moti relativi.
Meccanica del punto materiale: primo principio della dinamica e relatività di Galileo. Sistemi di riferimento inerziali. Seconda e terza legge della dinamica. Forze elastiche, forza di resistenza viscosa, forza di attrito statico e dinamico e applicazioni.
Trasformazioni di coordinate e leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni in generale, accelerazione di Coriolis. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti: forza centrifuga e forza di Coriolis.
Impulso di una forza, quantità di moto e loro relazione. Momento delle forze e momento angolare. Moti centrali e il pendolo.
Lavoro ed energia cinetica. Teorema delle forze vive. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
Sistemi di punti materiali: le equazioni cardinali della meccanica. Centro di massa e teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Energia di un sistema di punti, il teorema di Koenig.
Sistemi di due punti: massa ridotta.
Urti tra due punti materiali: urti elastici ed urti anelastici.
Meccanica dei sistemi rigidi: traslazioni e rotazioni, caratteristiche e rappresentazione vettoriale; decomposizione del moto in traslazione e rotazione; arbitrarietà della traslazione ed univocità della rotazione. Quantità di moto, momento angolare ed energia cinetica di un corpo rigido. Momento di inerzia, teorema di Steiner. Relazione tra momento angolare e velocità angolare di un corpo rigido, assi principali di inerzia. Analisi del moto in sistemi con asse di rotazione fisso, con asse di rotazione che trasla parallelamente a sé stesso, con punto fisso. Il giroscopio e la trottola.
Legge di gravitazione universale. Massa inerziale e massa gravitazionale. Leggi di Keplero e moto di un pianeta.
Elasticità: legge di Hooke, modulo di Young e coefficiente di Poisson. Elasticità di volume, elasticità di forma. Relazione tra le costanti elastiche. Deformazioni plastiche.
Meccanica dei fluidi: pressione nei fluidi. Fluidi in quiete: principio di Stevino, principio di Pascal, principio di Archimede. Fluidi in moto: conservazione della massa nel flusso stazionario, equazione di Bernoulli.
Moti laminari, viscosità; legge della portata. Cenni sui moti turbolenti, numero di Reynolds. Moto di un corpo in un fluido.
Termodinamica: temperatura e suo significato microscopico. Trasformazioni reversibili ed irreversibili: calore e lavoro. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Gas perfetti e loro trasformazioni, gas reali, solidi e liquidi. I cambiamenti di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Secondo principio della termodinamica: enunciati classici e loro equivalenza, macchine termiche e rendimenti. Ciclo di Carnot e teorema di Carnot. Entropia, definizione, proprietà e calcolo in trasformazioni di un gas.
Teoria cinetica dei gas. L’equipartizione dell’energia. Energia interna ed entropia dei gas perfetti. Terzo principio della termodinamica. Potenziali termodinamici: energia libera di Helmotz ed entalpia libera di Gibbs.
Onde: rappresentazione matematica delle onde. Onde trasversali: onde nelle corde. Onde longitudinali: onde di compressione. Il suono. Energia delle onde. Effetto doppler.
Testi Adottati
Il testo consigliato è:S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa:
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
In alternativa si può consultare il testo:
C. Mencuccini e V. Silvestrini:
Fisica: Meccanica e Termodinamica
Casa Editrice Ambrosiana
Modalità Erogazione
Lezioni frontali in aula di teoria con uso di diapositive e supporti informatici solo quando necessario. Esercitazioni sui singoli aspetti della materia: vengono proposti e risolti esercizi e problemi relativi agli argomenti trattati a lezione. Studio guidato: vengono proposti esercizi e problemi agli studenti che devono risolverli da soli o in piccoli gruppi; il docente aiuta, dando spunti e suggerimenti per la soluzione; trascorso un tempo sufficiente, l'esercizio o problema viene risolto alla lavagna dal docente o da uno degli studenti che è riuscito a risolverlo. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche. Le lezioni, le esercitazioni e lo studio guidato potranno, se necessario, essere svolti online da remoto continuando a garantire la possibilità di interazione tra il docente e gli studenti. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici già messi a disposizione dall'Ateneo e provati nel corso dei precedenti semestri.Modalità Valutazione
Prova in forma scritta: viene richiesta la soluzione di un problema su ognuno dei seguenti singoli argomenti: meccanica del punto materiale, meccanica dei sistemi, termodinamica, meccanica dei fluidi o onde o elasticità; a ciascun problema è assegnata una valutazione numerica (10 per meccanica del punto, 10 per meccanica dei sistemi, 7 per termodinamica e 3 per meccanica dei fluidi o onde o elasticità) Prova orale: vengono formulate domande atte a valutare l'apprendimento degli aspetti concettuali della disciplina, dei collegamenti tra i diversi argomenti, della comprensione degli aspetti formali della disciplina. La valutazione della prova scritta è in 30-mi; la prova scritta è superata con una votazione di almeno 18 punti complessivi e con una valutazione di almeno 12 per la parte di meccanica e di 6 per le altre parti. La prova orale aumenta o diminuisce la valutazione della prova scritta, generalmente, di non più di 3 punti. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19, saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle modalità di valutazione degli studenti. Le prove, se necessario, potranno essere svolte online da remoto. Nel caso, verranno utilizzati gli strumenti informatici messi a disposizione dall'Ateneo.