B024527 - ELEMENTI DI FISICA GENERALE

Italiano

Meccanica, Termodinamica, Elettromagnetismo

Testi di riferimento:
• M. Bruzzi, F.S. Cataliotti, D. Fanelli, Elementi di Meccanica e Termodinamica, Soc. Ed. Esculapio, Bologna.
• A. Bertin, M. Poli, A. Vitale, Fondamenti di MECCANICA, Progetto Leonardo, Soc. Ed. Esculapio, Bologna.
• A. Bertin, M. Poli, A. Vitale, Fondamenti di TERMODINAMICA, Progetto Leonardo, Soc. Ed. Esculapio, Bologna.
• R. A. Serway Principi di Fisica (Edises 1999)
• P. Mazzoldi, M. Nigro e C. Voci, Fisica I & II, (EdiSES)
• Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica I & II, (Zanichelli)
• E. Borchi, R. Nicoletti ELETTROMAGNETISMO, Vol. 1 e 2, Soc. Ed. Esculapio, Bologna, 2006

Testi di approfondimento:
• J. D. Jackson Classical Electrodynamics (Wiley 1998)
• R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands The Feynman Lectures on Physics (Addison Wesley 1977)

Testi per esercizi:
• M. Poli, Esercitazioni di FISICA 1, Ed. Pitagora, Bologna.
• Morosi - PROBLEMI DI FISICA II PER L' UNIVERSITA’ - Ed. Masson.
• Bruno, D’Agostino, Santoro – ESERCIZI DI FISICA, ELETTROMAGNETISMO – Casa Ed. Ambrosiana, 2004
• M. Bruzzi, F.S. Cataliotti, D. Fanelli, M. Siciliani de Cumis Esercizi di Meccanica e Termodinamica, Soc. Ed. Esculapio, Bologna.
• R. Nicoletti, Esercizi di Elettromagnetismo Ed. Esculapio, Bologna
• Longhi, Nisoli, Osellame, Stagira - Fisica Generale: Problemi meccanica termodinamica, Esculapio (per termodinamica)
• Massimo Nigro, Cesare Voci , Problemi di fisica generale. Elettromagnetismo e ottica, Cortina, Padova (per Elettromagnetismo)

Atteggiamento mentale adatto per affrontare un problema fisico.
Capacità di semplificare il problema con opportune schematizzazioni.
Capacità di individuare le leggi fisiche importanti per la comprensione di
un fenomeno.
Comprensione dei collegamenti tra le diverse leggi della meccanica, della
termodinamica e dell’elettromagnetismo.
Capacità di tradurre in formule matematiche le leggi fisiche che
interessano.
Capacità di risolvere problemi molto semplici.

Conoscenza del programma di matematica del liceo scientifico.
Conoscenza operativa di: funzioni, limiti, derivate, integrali, differenziali.
Conoscenza operativa di: derivate parziali, differenziali di funzioni di più
variabili, equazioni differenziali.

75% ore di lezione
25% ore di esercitazione in aula

L’esame si compone di una prova scritta per accertare le competenze acquisite dallo studente nella risoluzione di problemi di meccanica, una prova scritta per accertare le competenze acquisite dallo studente nella risoluzione di problemi di elettromagnetismo, una prova orale per accertare le conoscenze dello studente relative all’intero programma del corso. (Complessivamente 2 prove scritte e 1 prova orale)

Meccanica: Vettori; Cinematica: descrizione del moto in tre dimensioni e a tre livelli (posizione, velocità, accelerazione) con vari esempi, cinematica del corpo rigido, cambiamento del sistema di riferimento; Statica: forze e loro momenti, equilibrio del punto materiale e del corpo rigido, equazioni cardinali della statica, baricentro, esempi di vincoli ideali, attrito fra corpi solidi; Dinamica: principio d’inerzia, secondo principio della dinamica, massa e densità, quantità di moto e impulso, leggi di Keplero e legge di gravitazione universale di Newton, risoluzione di vari problemi di dinamica del punto materiale, sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti, principio di azione e reazione, conservazione della quantità di moto e del momento angolare, urti, equazioni cardinali della dinamica, centro di massa, momento d’inerzia, risoluzione di vari problemi di dinamica dei sistemi. Lavoro, principio dei lavori virtuali, teorema delle forze vive, energia cinetica, equazione simbolica della statica, forze conservative, stazionarietà dell’energia potenziale e stabilità dell’equilibrio, conservazione dell’energia meccanica con vari esempi di applicazioni.

Termodinamica: temperatura empirica e principio zero, equazione di stato dei gas ideali, sviluppo del viriale, equazione di Van der Waals, trasformazioni quasistatiche e reversibili, lavoro adiabatico energia interna, primo principio (definizione termodinamica di calore), capacità termica e calore specifico. Cicli termodinamici: macchine termiche e frigoriferi. Secondo Principio. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica assoluta. Teorema di Clausius. Definizione di Entropia. Principio di aumento dell’Entropia. Transizioni di fase, calore latente, entalpia.

Elettromagnetismo: carica elettrica, legge di Coulomb, Principio di Sovrapposizione, campo elettrico, teorema di Gauss, potenziale elettrico, energia elettrostatica, proprietà dei conduttori, teorema di Coulomb, capacità elettrica, condensatori, dielettrici, corrente elettrica, forza elettromotrice, correnti stazionarie: circuiti elettrici in continua, principi di Kirchhoff, definizione di corrente, equazione di continuità, Legge di Ohm, correnti non stazionarie: circuiti RC, campo magnetico, forza di Lorentz, legge di Biot e Savart e definizione di ampere, formule di Laplace, forze su conduttori percorsi da corrente, Legge di Ampère, magnetismo nella materia , energia di campi magnetici, legge di Faraday, auto e mutua induzione, ciruiti RL, corrente di spostamento, equazioni di Maxwell complete, cenni alle onde elettromagnetiche.