FISICA M - Z

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Corso di Fisica (M-Z) SDS-Architettura

Lo studente è tenuto a raggiungere i seguenti obiettivi formativi:

• grandezze fisiche e analisi dimensionale;
• calcolo vettoriale e sue applicazioni;
• statica e dinamica del punto materiale e del corpo rigido;
• fluidostatica e fluidodinamica;
• termodinamica

Si richiedono i seguenti prerequisiti:

• abilità nel calcolo algebrico;
• dimestichezza con il calcolo differenziale;
• conoscenza della trigonometria;
• conoscenza delle principali leggi geometriche;
• dimestichezza con lo studio di funzioni matematiche
  

Per la frequenza, si rimanda al regolamento del corso di studi. La frequenza è consigliata.

1) Grandezze Fisiche

Le grandezze in fisica-Unità di misura e sistema internazionale-Dimensioni e calcolo dimensionale-Errori di misura

2) Calcolo vettoriale

Sistemi di riferimento e sistema di coordinate; I vettori come entità geometria; I vettori in fisica e loro utilizzo nello spazio fisico bidimensionale e tridimensionale; Grandezze vettoriali e grandezze scalari; I vettori nel piano e loro scomposizione per componenti; Versori; Somma tra vettori; Prodotto scalare e prodotto vettoriale tra vettori; Moltiplicazione di uno scalare per un vettore

3) Cinematica

Vettore spostamento, velocità istantanea e velocità media; Moto nello spazio fisico e moto rettilineo uniforme; Legge oraria del moto; Vettore accelerazione istantanea e media; Moto uniformemente accelerato e sua legge oraria; Moto di caduta del grave; Combinazione di moti: il moto del proiettile; Moto circolare uniforme; Accelerazione Centripeta

4) Dinamica

Il concetto di forza in fisica; leggi del moto e formulazione newtoniana della dinamica classica; La Forza come vettore: statica del punto materiale; Forza d’attrito; Lavoro svolto da una forza; Forze conservative; Forze elastiche e legge di Hooke; Il pendolo semplice; Energia cinetica e teorema dell’energia cinetica; Forza gravitazionale e legge di gravitazione universale; Energia potenziale; Energia meccanica e principio di conservazione dell’energia meccanica; Il piano inclinato e la statica per un sistema meccanico in presenza ed in assenza di forze di attrito; Condizione di equilibrio meccanico; Sistema di punti materiali; centro di massa e coordinate del centro di massa; Quantità di moto e principio di conservazione della quantità di moto; Urti elastici e anelastici: applicazioni; Moto rotatorio e cinematica rotazionale; Energia cinetica di rotazione; Momento angolare e momento di una forza; conservazione del momento angolare; Il corpo rigido e condizione di equilibrio meccanico; Moto rototraslatorio; Introduzione alle oscillazioni e analogia tra il pendolo semplice ed il sistema massa molla

5) Dinamica dei fluidi ideali

Fluidi; Pressione e densità nei fluidi; Fluidostatica; Legge di Stevino; principio di Pascal; principio di Archimede; Applicazioni; Dinamica dei fluidi ideali; Linee di flusso e tubi di flusso; Portata volumica e conservazione della portata volumica; Fluidodinamica e derivazione dell’equazione di Bernoulli; Flussometri

6) Termodinamica

Sistemi termodinamici e sistemi in contatto termico; Equilibrio termodinamico; Temperature e calore; Scale di temperatura; Principio zero della termodinamica; Dilatazione lineare e volumica: applicazioni; Capacità termica e calore specifico; Temperatura di equilibrio; Calore latente; Trasformazioni termodinamiche; Lavoro, calore ed energia interna; Primo principio della termodinamica; Lavoro e calore nelle trasformazioni termodinamiche; I gas perfetti; Trasformazioni isoterma e isobara; Calore specifico molare; Relazione di Mayer; Trasformazioni adiabatiche; Principi della termodinamica

1. P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci "Fisica, Volume I" (II edizione), Edises
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica" (2015) Casa Ed. Ambrosiana;
3. D. Roller, R. Blum "Fisica (Vol. I)" Casa Ed. Zanichelli
4. Serway, Jewett "Principi di Fisica" (2015) Edises
5. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fundamental of Physics" Casa Ed. Ambrosiana;

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale. La prova scritta si intende superata con una votazione minima di 18/30. Il voto finale terrà conto delle due prove sostenute dai candidati.

Esempi di domande:

• Quali sono le condizioni di parallelismo e ortoganilità tra vettori?
• Quali grandezze fisiche possono esprimersi come vettoriali e quali come scalari?
• Come si derivano le equazioni del moto a partire dalle leggi di Newton?
• In cosa consiste il teorema lavoro-energia cinetica?
• In quali condizioni possiamo parlare di conservazione dell'energia meccanica totale?
• Quali sono le caratteristiche principalii di una trasformazione adiabatica?
• Quali sono le conseguenza dell'equazione di Bernoulli?

Esempi di esercizi

Dato un corpo di massa m poggiato su un piano inclinato di un angolo "alfa", derivare le forze agenti su di esso nell'ipotesi che il piano abbia un coefficiente di attrito "mu"