ITALIANO

Analisi Vettoriale, Cinematica, Dinamica del punto materiale, Fluidi, Onde, Termodinamica.

Jearl WALKER, David HALLIDAY, Robert RESNICK,
FONDAMENTI DI FISICA: Meccanica, Onde, Termodinamica.
Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 7a edizione.

Il corso si propone di dare le conoscenze di base della Fisica classica (Meccanica, Fluidi, Onde e 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.

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

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

Una prova scritta e una orale.

Il metodo scientifico. Unità di misura. Analisi dimensionale. Sistemi di assi coordinati.
VETTORI.
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.
CINEMATICA
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.
DINAMICA
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. Moto armonico semplice. Pendolo semplice. Massa attaccata a una molla. Lavoro di una forza. Potenza. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Energia potenziale gravitazionale ed elastica. Conservazione dell'energia generalizzata. Curve di energia potenziale e punti di equilibrio.
FLUIDI
Fluidi, massa volumica e pressione. Fluidi a riposo. Misura della pressione. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Equazione di continuità. Equazione di Bernoulli.
ONDE
Energia nel moto armonico. Moto armonico e moto circolare. Moto armonico forzato, risonanza. Moto
armonico smorzato. Onde impulsive e onde periodiche. Onde longitudinali e trasversali. Moto delle onde: Velocità di propagazione delle onde su una corda e di un'onda longitudinale. Energia trasportata
dalle onde. Intensità di un'onda sferica. Rappresentazione matematica di un'onda viaggiante. Onde progressive e regressive. Principio di sovrapposizione. Teorema di Fourier. Riflessione. Rifrazione, legge di Snell. Riflessione totale. Interferenza. Onde stazionarie su una corda, armonica fondamentale e
armoniche superiori. Suono: caratteristiche del suono. Rappresentazione matematica delle onde longitudinali. Onde di pressione e onde di spostamento. Intensità delle onde sonore. Sorgenti sonore. Battimenti. Effetto Doppler.
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.

Italian

Vectors, Kinematics, Dynamics of the material point, Fluids, Waves, Thermodynamics.

Jearl WALKER, David HALLIDAY, Robert RESNICK,
FONDAMENTI DI FISICA: Meccanica, Onde, Termodinamica.
Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 7a edizione.

The course aims to give the basic knowledge of classical Physics
(Mechanics, Fluids, Waves, 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 other courses of the degree programme, with the aim of motivating students more. The ultimate goal is that the student is able to set up simple problems of mechanics and thermodynamics and know the basic principles of classical physics.

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

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

One written exam and one oral exam.

The scientific method. Units of measurement. Dimensional analysis. Coordinated axis systems.
VECTORS.
Vectors: definition, polar and Cartesian representation. Sum and difference of vectors. Multiplying a vector by a scalar. Unit vectors. Scalar product and vector product in polar and Cartesian notation.
KINEMATICS.
Motion in one and more dimensions: scalar quantities, time and instantaneous position of a point. Trajectory of a point in space. Curvilinear abscissa. Average and instantaneous speed. Equations of uniform rectilinear motion. Average and instantaneous acceleration. Uniformly accelerated motion: free fall. Projectile motion. Uniform and curvilinear motion. Angular variables.
DYNAMICS.
Principles of dynamics. Inertial systems. Momentum. 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. Simple harmonic motion. Simple pendulum. Mass attached to a spring. Work of a force. Power. Kinetic energy. Theorem of kinetic energy. Conservative and non-conservative forces. Potential energy. Conservation of mechanical energy. Gravitational and elastic potential energy. Conservation of generalised energy. Potential energy curves and equilibrium points.
FLUIDS.
Fluids, density and pressure. Fluids at rest. Measuring pressure. Pascal's principle. Archimedes' principle. The equation of continuity. Bernoulli's equation.
WAVES
Energy in harmonic motion. Harmonic motion and circular motion. Forced harmonic motion, resonance. Damped harmonic motion. Impulsive waves and periodic waves. Longitudinal and transverse waves. Wave motion: Speed ​​of propagation of waves on a string and of a longitudinal wave. Energy transported by a wave. Intensity of a spherical wave. Mathematical representation of a traveling wave. Progressive and regressive waves. Principle of superposition. Fourier's theorem. Reflection. Refraction, Snell's law. Total reflection. Interference. Standing waves on a string, fundamental harmonic and higher harmonics. Sound: characteristics of sound. Mathematical representation of longitudinal waves. Pressure waves and displacement waves. Intensity of sound waves. Sound sources. Beats. Doppler effect.
THERMODYNAMICS
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 relation. 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.