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FISICA GENERALE (027SM)

A.A. 2020 / 2021

Periodo 
Secondo semestre
Crediti 
12
Durata 
96
Tipo attività formativa 
Base
Percorso 
[PDS0-2012 - Ord. 2012] comune
Syllabus 
Lingua insegnamento 

Italiano

Obiettivi formativi 

Analisi critica dei fenomeni fisici e loro descrizione quantitativa.

Prerequisiti 

Trigonometria, derivate ed integrali di funzioni semplici, studio di funzioni.

Contenuti 

Il metodo sperimentale. Grandezze fisiche e loro misura. Sistemi di unità di misura. Ordini di grandezza. Equazioni dimensionali. Conversione di unità di misura.
Sistemi di coordinate. Grandezze scalari e vettoriali. I vettori.
Moto unidimensionale ed equazione oraria. Velocità ed accelerazione scalare e vettoriale Moto uniforme e moto uniformemente vario.
Moto in due o tre dimensioni. Velocità ed accelerazioni vettoriali, medie ed istantanee. Moto di un proiettile. Moto circolare uniforme.
Moto relativo.
Prima legge di Newton. Sistemi inerziali. Forze e massa. Seconda legge della dinamica. La terza legge di Newton. Forza normale. Attrito statico e dinamico. La tensione delle corde.
Energia cinetica. Lavoro compiuto da una forza. Teorema dell'energia cinetica. Lavoro compiuto da una forza variabile. Potenza. Energia potenziale gravitazionale. Forze conservative e non-conservative. Energia potenziale. Legge di conservazione dell'energia.
Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Impulso e forze impulsive. Urti elastici ed anelastici. Urti in due dimensioni.
Sistemi materiali e centro di massa. Moto del centro di massa. Quantità di moto di un sistema materiale e conservazione della quantità di moto.
Moto rotatorio. Cinematica del moto rotatorio. Velocità ed accelerazione angolari. Relazioni tra grandezze lineari ed angolari. Momento d'inerzia. Energia cinetica rotazionale.
Momento di una forza. Momento angolare. Conservazione del momento angolare. Rotazione di un corpo rigido. Momenti d'inerzia di corpi rigidi omogenei e simmetrici. Lavoro, energia e potenza nel moto rotatorio.
Densità. Pressione. Fluidi a riposo. Principio di Pascal. Misura della pressione. Principio di Archimede. Dinamica dei fluidi: flusso stazionario e turbolento. Fluido ideale. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli.
Sistemi termodinamici, temperatura, temperatura assoluta, primo principio della termodinamica, capacità termica e calore specifico, funzioni di stato, trasformazioni di fase, calore latente, conduzione del calore. Gas ideali, lavoro svolto a T o P costante. Calori specifici molari di un gas perfetto, espansione adiabatica di un gas ideale. Entropia e sue variazioni, entropia come una funzione di stato, secondo principio della termodinamica, macchine termiche. Ciclo di Carnot, macchine frigorifere.
Errori casuali e sistematici, stima migliore errore, cifre significative. Confronto tra due misure. Errori relativi. Incertezze nelle misure dirette, propagazione degli errori. Media e deviazione standard, deviazione standard della media. Istogrammi e distribuzioni, distribuzioni limite, disribuzione normale, media come migliore stima, giustificazione della somma in quadratura, deviazione standard della media. Medie pesate. Metodo dei minimi quadrati. Distribuzione binomiale, sue proprieta', distribuzione di Gauss per gli errori casuali Distribuzione di Poisson.

Metodi didattici 

Lezioni frontali

Programma esteso 

Il metodo sperimentale. Grandezze fisiche e loro misura. Sistemi di unità di misura. Ordini di grandezza. Equazioni dimensionali. Conversione di unità di misura.
Sistemi di coordinate. Grandezze scalari e vettoriali. I vettori.
Moto unidimensionale ed equazione oraria. Velocità ed accelerazione scalare e vettoriale Moto uniforme e moto uniformemente vario.
Moto in due o tre dimensioni. Velocità ed accelerazioni vettoriali, medie ed istantanee. Moto di un proiettile. Moto circolare uniforme.
Moto relativo.
Prima legge di Newton. Sistemi inerziali. Forze e massa. Seconda legge della dinamica. La terza legge di Newton. Forza normale. Attrito statico e dinamico. La tensione delle corde.
Energia cinetica. Lavoro compiuto da una forza. Teorema dell'energia cinetica. Lavoro compiuto da una forza variabile. Potenza. Energia potenziale gravitazionale. Forze conservative e non-conservative. Energia potenziale. Legge di conservazione dell'energia.
Quantità di moto. Conservazione della quantità di moto. Impulso e forze impulsive. Urti elastici ed anelastici. Urti in due dimensioni.
Sistemi materiali e centro di massa. Moto del centro di massa. Quantità di moto di un sistema materiale e conservazione della quantità di moto.
Moto rotatorio. Cinematica del moto rotatorio. Velocità ed accelerazione angolari. Relazioni tra grandezze lineari ed angolari. Momento d'inerzia. Energia cinetica rotazionale.
Momento di una forza. Momento angolare. Conservazione del momento angolare. Rotazione di un corpo rigido. Momenti d'inerzia di corpi rigidi omogenei e simmetrici. Lavoro, energia e potenza nel moto rotatorio.
Densità. Pressione. Fluidi a riposo. Principio di Pascal. Misura della pressione. Principio di Archimede. Dinamica dei fluidi: flusso stazionario e turbolento. Fluido ideale. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli.
Sistemi termodinamici, temperatura, temperatura assoluta, primo principio della termodinamica, capacità termica e calore specifico, funzioni di stato, trasformazioni di fase, calore latente, conduzione del calore. Gas ideali, lavoro svolto a T o P costante. Calori specifici molari di un gas perfetto, espansione adiabatica di un gas ideale. Entropia e sue variazioni, entropia come una funzione di stato, secondo principio della termodinamica, macchine termiche. Ciclo di Carnot, macchine frigorifere.

Errori casuali e sistematici, stima migliore errore, cifre significative. Confronto tra due misure. Errori relativi. Incertezze nelle misure dirette, propagazione degli errori. Media e deviazione standard, deviazione standard della media. Istogrammi e distribuzioni, distribuzioni limite, disribuzione normale, media come migliore stima, giustificazione della somma in quadratura, deviazione standard della media. Medie pesate. Metodo dei minimi quadrati. Distribuzione binomiale, sue proprieta', distribuzione di Gauss per gli errori casuali Distribuzione di Poisson.

https://moodle2.units.it/course/view.php?id=6061

Modalità di verifica dell'apprendimento 

Esame scritto ed orale.
Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati all'emergenza COVID19, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.

Altre informazioni 

web site http://moodle.units.it/moodle/course/view.php?id=522
potete entrare come ospiti

Testi di riferimento 

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker
Fondamenti di Fisica
Casa Editrice Ambrosiana – Milano.
Quinta Edizione.

e

J. R. Taylor, Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli.


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