Anno di corso: 1

Crediti: 8
Crediti: 12
Crediti: 12
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Anno di corso: 3

Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 8
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 18
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 4
Tipo: Lingua/Prova Finale

FISICA I

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
12
Ciclo: 
Annualita' Singola
Ore di attivita' didattica: 
108
Prerequisiti: 

Conoscenze di matematica di base (risoluzione di equazioni e sistemi di equazioni).
E' utile una conoscenza basilare delle derivate e degli integrali.

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

E' prevista una prova scritta e una prova orale dopo il superamento della prova scritta.

La prova scritta può essere sostituita da quattro prove in itinere, due a semestre. Gli studenti del CdL in Matematica che seguono solo i primi 12 crediti devono sostenere solo le prime tre prove parziali.
La prova scritta si intende superata se si otterrà un esito non insufficiente in 3/4 delle prove [o 2/3 delle prove per chi segue solo 12 crediti]. L'assenza conta come una prova non sufficiente.

Dopo il superamento della prova scritta e' possibile sostenere l'orale in qualsiasi appello, entro l'anno accademico. ll superamento della prova scritta rimane valido anche a seguito di un non superamento della prova orale.

Gli orali vengono effettuati a partire dal giorno dello scritto e nei giorni successivi. Di norma dopo la data di chiusura dell'appello verra' comunicato un calendario con le convocazioni nei diversi giorni tramite e-learning.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Fornire agli studenti conoscenze delle basi di meccanica classica, di termodinamica e, per gli studenti del CdL in Fisica, di relatività. Acquisire la capacita' di schematizzare un fenomeno per individuarne le leggi che lo governano. Acquisire la capacita' di identificare le leggi fisiche rilevanti per la risoluzione di diverse tipologie di esercizi.

Contenuti

Cinematica e dinamica del punto materiale, energia e lavoro delle forze.
Cinematica e dinamica dei sistemi di punti liberi o vincolati (corpo rigido).
Leggi di Keplero per il moto dei pianeti e legge di gravitazione di Newton.
Studio dei gas perfetti, primo e secondo principio della termodinamica, entropia.
Trasformazioni di Lorentz per tempo e spazio. Massa e energia in relatività.

Programma esteso

Il metodo sperimentale e la definizione operativa di grandezza. Sistemi di unita’ di misura, unita’ fondamentali, lunghezze, tempi, masse.

Vettori:

Proprietà di uno spazio vettoriale, il vettore spostamento, somma, differenza e moltiplicazione di vettori, prodotto scalare e prodotto vettoriale fra vettori. Versori, componenti di un vettore.

Equazioni delle componenti per un cambio di base.

Cinematica del punto materiale:

Vettore posizione, e spostamento. Definizione di velocità istantanea e accelerazione. Caso monodimensionale: moto uniforme, moto uniformante accelerato.

Moto uniforme e uniformante accelerato in tre dimensioni con l'esempio del moto parabolico di un grave

Derivata di un vettore, derivata di un versore, rappresentazione intrinseca di velocità e accelerazione, accelerazione tangenziale e centripeta.

Coordinate polari.

Moto circolare, velocità e accelerazione angolare, accelerazione centripeta e tangenziale nel moto circolare. Moto circolare uniforme e uniformemente accelerato.

Ascissa curvilinea.

Moto armonico, caratteristiche del moto per x,v,a. Equazione differenziale del moto armonico.

Moti relativi (solo traslazione dell’origine), trasformazioni di Galileo per r,v,a fra O e O’. Principio di relatività di Galileo.

Il vettore velocita’ angolare e descrizione del moto di un punto tramite la velocita’ angolare.

Velocita’ e accelerazioni in un sdr non inerziale (con rotazioni e traslazioni),

Descrizione dei termini di accelerazione di trascinamento e di Coriolis.

Dinamica del punto materiale:

I legge di Newton, sistemi di rif inerziali (sdri).

Concetto di interazione, definizione operativa statica di forza, osservazioni sperimentali su forze e accelerazioni che portano alla II legge di Newton.

Forze fondamentali e forze empiriche. Forza peso, forza normale (come vincolo al moto).

III legge di Newton.

Forze di attrito statico e dinamico, il moto su un piano inclinato.

Forza viscosa F = -kv, equazione del moto .

Tensione di una fune ideale, esempio con la macchina di Atwood.

Descrizione del moto di un pendolo.

Forza elastica e molla ideale.

Lavoro di una forza, definizione con integrale curvilineo.

Relazione fra lavoro e energia cinetica.

Forze conservative, energia potenziale, energia meccanica.

Esempi per forza costante, forza peso, forza elastica.

F = - grad U, punti di equilibrio (stabile o instabile).

Descrizione della dinamica in sdr non inerziali: forze apparenti.

Definizione di impulso e quantità di moto, forza media.

Sistemi di punti materiali:

Definizione di centro di massa (CM) per un sistema di punti materiali e per un corpo continuo, quantità di moto di un sistema e relazione con Forze.

Momento angolare di un sistema, momento delle forze, relazione fra momento angolare e momento delle forze.

Momento angolare nel sdr del CM. Teorema di Koenig per il momento angolare.

Energia cinetica di un sistema di punti. Teorema di Koenig per l’energia cinetica.

Lavoro delle forze in un sistema di punti (esterne e interne). Energia potenziale di un sistema di punti.

Descrizione del moto di un sistema di due corpi in assenza di forze esterne e massa ridotta.

Forze impulsive negli urti. Urti elastici e anelartici. Urti elastici nel sdr del CM, caso completo per urto in 1D, nel sdr del CM e del laboratorio.

Dinamica per corpi rigidi:

Definizione di corpo rigido e gradi di liberta di un corpo rigido.

Moto di traslazione, di rotazione attorno ad un asse fisso (RAF) o rototraslatorio.

Momento di inerzia. Energia cinetica e momento angolare (lungo asse di rotazione) per RAF. Esempi con L non parallelo all’asse. Equazioni dinamiche per un corpo rigido, lavoro delle forze nelle RAF.

Teorema di Huigens-Steiner.

Pendolo fisico.

Statica corpo rigido, leve.

Effetto di un impulso su un corpo rigido libero o vincolato a RAF.

Esempi di urti fra corpi rigidi.

Moto puro rotolamento, esempio corpo su piano inclinato.

Bibliografia consigliata

• Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica 1, EdiSES (Meccanica e termodinamica).
• Halliday, Resnick, Krane, Fisica 1, Ambrosiana.
• Per la parte di relatività : R.Resnik, Introduzione alla relatività ristretta.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni.

Periodo di erogazione dell'insegnamento:
Ottobre - Novembre: meccanica del punto (4 CFU).
Dicembre - Gennaio: sistemi di punti (4 CFU).
Marzo - Aprile: Onde meccaniche e termodinamica (4 CFU).
Maggio - Giugno: Meccanica dei fluidi e relatività speciale (4 CFU).

Contatti/Altre informazioni

Orario di ricevimento
Normalmente il docente e' sempre disponibile per ricevimento, la presenza e' tuttavia garantita sole se preventivamente concordata per mail o di persona a margine delle lezioni.
Pagina web
https://elearning.unimib.it/course/info.php?id=24373