Libro di testo di riferimento dei capitoli sotto elencati: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci Fisica Volume I, II Edizione, 2008 EdiSES

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1 PROGRAMMA DEL CORSO DI FISICA 1 PER INGEGNERIA BIOMEDICA, DELL INFORMAZIONE, ELETTRONICA E INFORMATICA (CANALE 3) Anno Accademico Prof. Giampiero Naletto Libro di testo di riferimento dei capitoli sotto elencati: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci Fisica Volume I, II Edizione, 2008 EdiSES NB Chi avesse utilizzato altri testi di riferimento, può fare riferimento agli argomenti descritti nei vari paragrafi. I paragrafi sotto elencati non vengono richiesti nella prova orale Cap , 1.13 Cap Cap , 3.8, 3.9 Cap , 4.13, 4.14, 4.16 Cap , 5.6 Cap Cap. 7 tutti Cap , 8.6, da 8.10 in poi Cap. 9 dal 9.4 in poi Cap , Cap , Cap , Cap. 13 tutti Nel seguito è riportato tutto ciò che costituisce materia d esame. Gli esempi riportati nel testo costituiscono parte integrante del programma. 1. Cinematica del punto: moto rettilineo 1.1 punto materiale, sistema di riferimento, traiettoria 1.2 moto rettilineo, diagramma orario 1.3 velocità media, velocità istantanea, legge oraria del moto, calcolo della posizione nota la velocità, valor medio di una funzione, moto rettilineo uniforme 1.4 accelerazione media, accelerazione istantanea, calcolo della velocità nota l accelerazione, moto rettilineo uniformemente accelerato, leggi orarie del moto accelerato 1.5 moto verticale di un punto, accelerazione di gravità, caduta libera dei gravi 1.6 moto armonico semplice, ampiezza, fase, pulsazione, periodo, frequenza, velocità, accelerazione, equazione differenziale del moto armonico 1.7 moto rettilineo smorzato esponenzialmente, legge oraria, costante di tempo 1.9 moto nel piano, raggio vettore, velocità vettoriale nel moto piano, componenti cartesiane e componenti polari, velocità radiale e trasversa 1.10 accelerazione nel moto piano, accelerazione vettoriale, accelerazione tangenziale e centripeta, componenti cartesiane

2 1.11 moto circolare, velocità angolare, moto circolare uniforme, accelerazione angolare, moto circolare uniformemente accelerato, ω (t), θ (t), ω(θ), notazione vettoriale, moto di precessione 1.12 moto parabolico dei corpi, traiettoria, gittata, massima altezza, tempo di volo, esempi 1.12 e riepilogo 2. Dinamica del punto: le leggi di Newton 2.1 principio d inerzia, nozione di forza 2.2 seconda legge di Newton, massa inerziale, legge fondamentale della dinamica del punto, sistemi di riferimento inerziali, terza legge di Newton 2.3 quantità di moto, impulso, teorema dell impulso, conservazione della quantità di moto, esempio risultante delle forze, equilibrio statico, esempio 2.2, reazioni vincolari 2.5 classificazione delle forze 2.6 azione dinamica delle forze, forza centripeta 2.7 forza peso, sensazione di peso, chilogrammo-forza 2.8 forza di attrito radente, coefficiente di attrito statico e di attrito dinamico 2.9 moto lungo un piano inclinato liscio e scabro, condizione di equilibrio statico, esempio forza elastica, forza di richiamo, molla ideale, equazione del moto, esempio forza di attrito viscoso, velocità limite 2.12 forze centripete, curva sopraelevata (esempi 2.14 e 2.15), equilibrio dinamico 2.13 pendolo semplice, piccole oscillazioni, periodo, tensione del filo 2.14 tensione di un filo, punto appeso in quiete (esempio 2.17), esempi 2.19 e lavoro, potenza, energia cinetica, teorema dell'energia cinetica 2.16 lavoro della forza peso, energia potenziale della forza peso, esempio 2.22, lavoro di una forza costante 2.17 lavoro della forza elastica, energia potenziale elastica, esempio lavoro della forza di attrito radente 2.19 forze conservative, energia potenziale, forze non conservative 2.20 principio di conservazione dell energia meccanica, lavoro delle forze non conservative, esempio 2.26, esempio momento angolare, momento della forza, teorema del momento angolare, conservazione del momento angolare, teorema del momento dell impulso, lavoro in un moto circolare 2.23 forze centrali, velocità areale, seconda legge di Keplero 2.24 riepilogo 3. Moti relativi 3.1 sistemi di riferimento in moto relativo, velocità assoluta e relativa, teorema delle velocità relative (solo enunciato), velocità di trascinamento, teorema delle accelerazioni relative (solo enunciato), accelerazione assoluta e relativa, accelerazione di trascinamento e di Coriolis, posizione, velocità e accelerazione di un punto rispetto ad un altro 3.2 sistemi di riferimento inerziali, forze apparenti, sistemi di riferimento non inerziali 3.3 moto di trascinamento rettilineo uniforme, esempio 3.1, esempio moto di trascinamento rettilineo accelerato, esempio moto di trascinamento rotatorio uniforme, forza centrifuga, forza di Coriolis 3.6 moto rispetto alla Terra 4. Dinamica dei sistemi di punti materiali 4.1 sistemi di punti materiali, forze esterne e forze interne; definizioni

3 4.2 centro di massa di un sistema di punti, posizione, velocità, quantità di moto totale, accelerazione, teorema del moto del centro di massa 4.3 conservazione della quantità di moto, esempio teorema del momento angolare per un sistema di punti 4.5 conservazione del momento angolare, esempio sistema di riferimento del centro di massa, quantità di moto totale e momento risultante rispetto al centro di massa, validità del teorema del momento angolare assumendo come polo in centro di massa 4.7 teoremi di König per il momento angolare e per l energia cinetica, commenti 4.8 teorema dell energia cinetica per un sistema di punti, conservazione dell energia meccanica, lavoro delle forze non conservative 4.9 urti tra due punti materiali, forze impulsive, conservazione della quantità di moto, sistema del laboratorio e sistema del centro di massa 4.10 urto completamente anelastico, esempi 4.14 e urto elastico, esempio sistemi di forze applicate in punti diversi, coppia di forze 5. Gravitazione 5.1 forza gravitazionale, leggi di Keplero, legge di gravitazione universale 5.2 massa inerziale e massa gravitazionale 5.3 campo gravitazionale 5.4 energia potenziale gravitazionale, grafici dell energia 6. Dinamica del corpo rigido 6.1 definizione di corpo rigido, proprietà 6.2 cinematica del corpo rigido, traslazione, rotazione, rototraslazione 6.3 corpo continuo, densità di volume, superficiale e lineare, posizione del centro di massa, esempi 6.1 e 6.2, centro di massa e forza peso 6.4 rotazioni rispetto ad un asse fisso, calcolo del momento angolare, momento di inerzia, moto di precessione, effetti del non parallelismo tra momento e velocità angolare, equazione del moto di rotazione, energia cinetica, lavoro, potenza istantanea 6.5 momento d inerzia per un corpo continuo, esempi 6.6 (anello), 6.7 (disco), 6.9 (sfera), 6.10 (asta), 6.11 (teorema della figura piana), raggio giratore 6.6 teorema di Huygens-Steiner, esempi 6.12 e 6.14, relazione con il teorema di König 6.7 pendolo composto, lunghezza ridotta, assi reciproci 6.8 moto di puro rotolamento indotto da una forza, da un momento, da forza e momento; conservazione dell energia, attrito volvente, esempio impulso angolare, momento dell'impulso 6.10 matrice di inerzia 6.11 giroscopio cardanico, trottola, velocità angolare di precessione 6.13 leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido 6.14 urti tra punti e corpi rigidi, urti tra corpi rigidi, esempio 6.27, esempio 6.29, esempio equazioni della statica del corpo rigido, esempi 6.34, riepilogo 8. Proprietà meccaniche dei fluidi 8.1 fluido, liquidi e gas, pressione in un fluido, lavoro della forza di pressione 8.2 equilibrio statico di un fluido (applicato al caso particolare in cui la forza di volume è la sola forza peso) 8.3 equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso, legge di Stevino 8.4 principio di Archimede

4 8.7 moto di un fluido, regime stazionario, linee di corrente, tubo di flusso, portata, legge di Leonardo 8.8 teorema di Bernoulli 8.9 tubo di Venturi, bruciatore a gas, paradosso idrodinamico, tubo di Pitot 9. Oscillazioni e onde 9.1 richiami 9.2 equazione dell oscillatore armonico, soluzione 9.3 energia cinetica e potenziale dell oscillatore armonico 10. Primo principio della termodinamica 10.1 sistemi e stati termodinamici, ambiente, universo, sistema aperto, chiuso e isolato, variabili termodinamiche 10.2 stato termodinamico di equilibrio, variabili di stato, equazione di stato, trasformazione termodinamica, trasformazioni infinitesime, equilibrio termico, pareti diatermiche e adiabatiche, contatto termico, sistemi adiabatici 10.3 definizione di temperatura, caratteristica termometrica, funzione termometrica, termometro, punto triplo dell acqua, kelvin, termometro assoluto, temperatura empirica, temperatura termodinamica assoluta, scala Celsius 10.4 sistemi adiabatici, esperienze di Joule, equivalenza tra calore e lavoro 10.5 primo principio della termodinamica, energia interna, trasformazione ciclica, macchina termica, differenziali esatti e non, convenzione dei segni di calore e lavoro 10.6 trasformazioni adiabatiche, trasformazioni reversibili e irreversibili, trasformazioni quasistatiche, forze dissipative 10.7 scambio di calore tra corpi in contatto termico, calore specifico, capacità termica, calore specifico molare, esempio processi isotermi, cambiamenti di fase, calore latente, sorgente di calore conclusioni 11. Gas ideali e reali 11.1 variabili termodinamiche p, V, T, legge di Boyle, leggi di Volta-Gay Lussac, legge di Avogadro, numero di Avogadro, volume molare, equazione di stato del gas ideale, costante dei gas ideali, piano di Clapeyron, costante di Boltzmann 11.3 lavoro nelle trasformazioni di un gas, rappresentazione del lavoro nel piano di Clapeyron, esempio calori specifici molari a volume costante e a pressione costante 11.5 esperienza dell espansione libera del gas, energia interna del gas ideale, relazione di Mayer, rapporto γ, gas monoatomici e biatomici 11.6 lavoro ed energia interna per una trasformazione adiabatica di un gas, equazioni per le trasformazioni adiabatiche reversibili di un gas ideale; lavoro e calore per una trasformazione isoterma reversibile; trasformazioni isocore; trasformazioni isobare 11.7 macchina termica e macchina frigorifera, rendimento di un ciclo termico, ciclo di Carnot, rendimento del ciclo di Carnot; ciclo frigorifero, efficienza 11.8 gas reali, equazioni del viriale, energia interna 11.9 diagramma pv, vapore e liquido saturi, tensione di vapore, punto critico, linea tripla, punto triplo, formula di Clapeyron modello cinetico del gas ideale, velocità quadratica media, energia cinetica media di una molecola di gas, principio di equipartizione dell energia, calori specifici molari significato cinetico di temperatura e calore

5 12. Secondo principio della termodinamica 12.1 Enunciato di Kelvin-Planck, enunciato di Clausius, ciclo monotermo, equivalenza tra i due enunciati 12.2 Trasformazione reversibile e trasformazione irreversibile 12.3 Teorema di Carnot, lavoro massimo, calore minimo 12.4 Temperatura termodinamica assoluta, definizioni di Kelvin e di zero assoluto 12.5 Teorema di Clausius 12.6 Entropia, entropia come funzione di stato, trasformazioni isoentropiche 12.7 Principio di aumento dell entropia, formulazione matematica del secondo principio della termodinamica 12.8 Variazioni di entropia: trasformazioni adiabatiche, scambi di calore con sorgenti, scambi di calore con macchine termiche, scambio di calore tra corpo e sorgente, scambio di calore tra due corpi, cambiamenti di fase, riscaldamento per attrito 12.9 Variazioni di entropia del gas ideale: trasformazioni isoterme, isocore, isobare, adiabatiche, limiti per le trasformazioni adiabatiche irreversibili Energia inutilizzabile: espansione libera, passaggio di calore da una sorgente calda ad una fredda, macchina irreversibile che lavora tra due sorgenti Conclusioni termodinamiche sull entropia Appendice A Richiami matematici Differenziale di una funzione, sviluppi in serie di Taylor, calcoli integrali di superficie e di volume, equazioni differenziali Appendice B Le unità di misura Grandezze fondamentali e grandezze derivate, Sistema Internazionale, unità di misura Appendice C Calcolo vettoriale Grandezze scalari e vettoriali, proprietà algebriche dei vettori, scomposizione di un vettore in componenti, prodotto scalare e sue proprietà, prodotto vettoriale e sue proprietà, momento di un vettore rispetto ad un punto, derivata di un vettore e di un versore, scrittura intrinseca della derivata, integrazione vettoriale, integrale di linea

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