FISICA GENERALE I (m)

Prof. Maurizio Montagna

Oggetto e obiettivi del corso

Programma

1. Grandezze fisiche e loro misurazione:
   Misura diretta e indiretta. Definizione operativa delle grandezze fisiche. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura, equazioni dimensionali. Strumenti di misura. Risultati delle misure: tabelle, cifre significative ed arrotondamenti, grafici e istogrammi. Misure a basso e ad alto potere risolvente. Errori casuali e distribuzioni statistiche. Calcolo del valor medio e dello scarto quadratico medio. (Gli studenti saranno invitati a seguire alcune lezioni del corso di Esperimentazioni di Fisica I del corso di laurea in fisica)
2. Cinematica del punto materiale:
   Grandezze caratteristiche del moto. Strumenti matematici per lo studio del moto. Moti unidirezionali, moti piani, moti in tre dimensioni. Moti circolari. Moti relativi. Moti relativi sulla terra.
3. I principi della dinamica del punto materiale:
   Definizione operativa di massa inerziale e gravitazionale. Quantità di moto e principio di conservazione della quantità di moto. Le leggi della dinamica. Trasformazioni galileiane. La dinamica in sistemi di riferimento non inerziali. Lavoro di una forza. Il teorema delle forze vive. Forze centrali. Forze conservative. Principio di conservazione dell'energia meccanica.
4. Le leggi della dinamica dei sistemi:
   Centro di massa. Momento angolare e momento di una forza. Le leggi cardinali della dinamica dei sistemi. Principio di conservazione del momento angolare. Teorema di conservazione dell'energia meccanica dei sistemi di particelle. Problemi d'urto.
5. La gravitazione:
   Le leggi della gravitazione universale. Le leggi di Keplero. Le orbite dei pianeti. Il principio di equivalenza.
6. Sistemi rigidi:
   Gradi di libertà di un corpo rigido. Equazioni cardinali del moto dei corpi rigidi e leggi di conservazione. Rotazioni, momenti d'inerzia, assi principali d'inerzia. Moti giroscopici.
7. Meccanica dei fluidi:
   Statica dei fluidi in campi di forze di volume conservative. Idrodinamica dei fluidi perfetti.
8. Moti oscillatori:
   Moto armonico semplice. Moto smorzato. Moto armonico forzato.
9. Relatività ristretta:
   L’esperimento di Michelson e Morley e la costanza della velocità della luce. Simultaneità. Intervallo. Trasformazioni di Lorentz. Quadrivettori. Quadrivelocità e quadrimomento.

1. La termodinamica classica:
   Metodo e definizioni. Termometria. Le leggi empiriche dei gas. Calorimetria.
2. Teoria cinetica dei gas:
   Interpretazione microscopica della pressione, del lavoro e del calore. Energia interna di un gas perfetto. Teorema del viriale. Equazioni di stato dei gas reali. Trasmissione del calore.
3. Il primo principio della termodinamica:
   L'esperienza di Joule. Il primo principio e sue applicazioni. Calori specifici dei gas perfetti. Cenni sull'interpretazione quantistica dei calori specifici.
4. Il secondo principio della termodinamica:
   Il ciclo di Carnot. Enunciati del secondo principio. Moti perpetui. Teorema di Carnot.Teorema di Clausius. Entropia. Entropia e irreversibilità. Probalilità termodinamica, disordine ed entropia. Potenziali termodinamici.

Testi consigliati

M. ALONSO, E. FINN, Elementi di Fisica per l'Università. Vol. 1.
La fisica di Berkeley: Meccanica. Ed. Zanichelli.
C. MENCUCCINI, V. SILVESTRINI, Fisica I, Meccanica e Termodinamica. Liguori editore.
M. W. ZEMANSKI, Calore e termodinamica. Zanichelli, Bologna.
R.P. FEYNMAN, R.B. LEIGHTON, M. SANDS, The Feynman lectures on Physics. Vol. 1 Addison-Wesley (Ed. Bilingue).

Modalità e svolgimento dell'esame