Paolo Bagnaia Corso di Fisica CTF - A A.A. 2011-2012 Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 1
Orario 2011-12 Lezioni : lunedì 9-11 mercoledì 9-11 giovedì 9-11 venerdì 9-11 Ricevimento : aula C med.leg. Dip. Fisica, ed. Marconi, 2º piano, stanza 251b; mercoledì + giovedì, ore 11-13 (e-mail paolo.bagnaia@uniroma1.it) Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 2
Aule 2011-12 12 aula C med. leg. Dip. Fisica, ed. Fermi Facoltà Farmacia Dip. Fisica, ed. Marconi Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 3
Testi consigliati Ferrari, Luci, Mariani, Pelissetto Halliday-Resnick-Walker (edizione breve!!!) Tipler (!!!) Serway (!!!) [esercizi nel testo] Coluzza, Ferrari, Levi - Esercizi di Fisica Davidson - Metodi matematici per un corso introduttivo di Fisica. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 4
Sommario 1 - Meccanica - Cinematica, Statica, Dinamica. 2 - Meccanica dei Fluidi. 3 - Termodinamica. 4 - Elettromagnetismo - Elettrostatica, Correnti elettriche, Fenomeni magnetici, Induzione, Ottica. 5 - Onde e Oscillazioni. N.B. programma completo guida della Facoltà. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 5
Programma - pag. 1/5 1. Il metodo sperimentale La misura e gli osservabili in fisica. i Il sistema internazionale delle unità di misura. Le dimensioni ed i cambiamenti di unità di misura. Rappresentazione grafica delle misure. Errori di misura e loro valutazione. Errori casuali e sistematici. 2. Cinematica Sistemi di riferimento. Grandezze scalari e vettoriali. Velocità media ed istantanea. Il moto rettilineo uniforme. Il moto accelerato: moto uniformemente accelerato. Scomposizione dei vettori. Somma e prodotti tra vettori. Moto in più dimensioni. Moto circolare uniforme: velocità angolare. Moti relativi. 3. Dinamica del punto Definizione di forza. Prima legge della dinamica. I sistemi di riferimento inerziali. Seconda legge della dinamica. Terza legge della dinamica. I vincoli. Il lavoro: forze costanti, forze variabili. Teorema dell energia cinetica. Potenza. Forza peso. Forze elastiche. Forze di attrito: attrito statico e dinamico. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell energia meccanica. Moti oscillatori e periodici. Il pendolo. L oscillatore armonico: equazioni del moto e conservazione dell energia. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 6
Programma - pag. 2/5 4. Sistemi di punti materiali Ilcentrodimassa.Leggidelladinamicaper un sistema di punti. Impulso e quantità di moto. Conservazione della quantità di moto: caso unidimensionale. Gli urti elastici ed anelastici in una dimensione. 5. Equilibrio dei corpi Momento di una forza. Condizioni di equilibrio. Leve. 6. La gravitazione universale Legge di Gravitazione. Leggi di Keplero. 7. I fluidi Proprietà dei fluidi e dei liquidi. Densità e pressione. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Legge di Stevino. Linee di flusso ed equazione di continuità. Conservazione dell energia: energia: equazione di Bernoulli. I liquidi reali: la viscosità. Moti laminari e turbolenti. Legge di Hagen Poiseuille. Legge di Stokes: velocità di sedimentazione. 8. Onde Onde e particelle. Onde in una corda tesa. Lunghezza d onda e frequenza. Velocità. Onde stazionarie. Onde acustiche. Ampiezza ed intensità di un onda. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 7
Programma - pag. 3/5 9. Calorimetria e Termodinamica Il calore: misura ed unità di misura. Il calore specifico. Il calore latente. La temperatura e le scale termometriche. Leggi di dilatazione termica. Principio zero della termodinamica. Primo principio della termodinamica. Leggi dei Gas perfetti. Trasformazioni isoterme, isocore, isobare ed adiabatiche. Teoria cinetica dei gas. Numero di Avogadro. Calori specifici molari. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Cicli termodinamici. Secondo principio della Termodinamica. Macchine termiche: ciclo di Carnot. Entropia e sue variazioni. 10. Elettrostatica Cariche elettriche. Forze elettriche: legge di Coulomb. Struttura dell atomo e proprietà elettriche della materia. Il campo elettrico. Il dipolo elettrico. Legge di Gauss. Il potenziale elettrico. I conduttori e l induzione elettrica. Capacità elettrica. Superfici equipotenziali. Studio di alcuni esempi notevoli: campo elettrico generato da una carica puntiforme, da distribuzioni di carica su fili, strati e doppi strati. I condensatori. Calcolo dell energia immagazzinata in un campo elettrico. 11. Corrente elettrica ltti e circuiti iti elettrici lttii La conduzione nei metalli. Densità di corrente. Resistività e resistenza. Le leggi di Ohm. Energia e potenza nei circuiti elettrici. Generatori di tensione e di corrente. Circuiti elettrici in corrente continua. Carica e scarica dei condensatori. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 8
Programma - pag. 4/5 12. L elettromagnetismo Il campo magnetico. Corrente elettrica e campo magnetico. Legge di Biot e Savart. Legge di Ampere. Dipolo magnetico. Forza di Lorentz. Legge di Faraday. Legge di Lenz. Energia immagazzinata in un campo magnetico. Autoinduzione. Induttanza. Equazioni di Maxwell (cenni). Onde elettromagnetiche. Velocità della luce. Il principio di Huygens. 13. Ottica geometrica ti Limitii i dell ottica geometrica. Le leggi dll della riflessione i e della rifrazione. Riflessione totale. Specchi piani. Specchi sferici. Diottro sferico. Lenti sottili. Strumenti ottici. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 9
Programma - pag. 5/5 Bibliografia Lo studente può utilizzare liberamente i libri di testo che ritiene più idonei a preparare l'esame. Può fare riferimento ai testi seguenti, sia per la preparazione della prova orale che di quella scritta : Ferrari, Luci, Mariani, Pelissetto - Fisica (2 vol.) - Idelson-Gnocchi. Halliday, Resnick, Walker - Fondamenti di Fisica - Ambrosiana. Serway - Principi di Fisica - EdiSES, 1996. Duncan - Fisica per Scienze Biomediche - Ambrosiana, 1994. Coluzza, Ferrari, Levi - Esercizi di Fisica per Biologia e Scienze Naturali - Cisu, 1988. Ragozzino - Problemi di Fisica con soluzione esplicita ragionata - Ambrosiana, 1993. Davidson - Metodi matematici per un corso introduttivotti o di Fisica - EdiSES, 1998. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 10
Prove finali scritto+orale (Gennaio, Febbraio, Giugno, Luglio, Settembre); solo orale solo fuori-corso (Aprile, Novembre); scritto : prenotazione su internet Corso di Laurea; lo scritto annulla i precedenti; tre ore, possibile ritirarsi entro ~ 1 ora; ammissione all orale se voto (altrimenti N.A. ); (se positivo) validità > 6 mesi (vedere avviso); orale : prenotazione su internet Infostud (obbligatoria); se ok, verbale Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 11
Regole e : tre ore; testi teorici : sì; Scritti libri o quaderni di esercizi : no; fogli distribuiti all inizio : testo; bella copia con 1 esercizio/facciata[consegnare] g ; brutta copia [se tutto copiato, non consegnare]. Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 12
Sito web Sito WWW http://www.phys.uniroma1.it/doc/bagnaia/ctf raggiungibile anche da CTF Corsi Fisica (A-L) Materiale Didattico Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 17
elenco files meccanica del punto; meccanica dei fluidi; termodinamica; elettromagnetismo; seminari. i files si trovano sul sito http://www.phys.uniroma1.it/doc/bagnaia/ctf/ phys it/doc/bagnaia/ctf/ Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 18
Nota per gli utenti di computer Le fonti da usare Copiando i files.pdf sul vostro computer, può succedere che alcune "fonti" non siano presenti. Ad esempio, la fonte "Vecteur", " che contiene i simboli di vettore (come v, F,s), non è usualmente presente nei computer. In questo caso, i programmi di lettura come Acrobat Reader danno dei messaggi di errore, e bisogna procedere nel modo seguente. [Le istruzioni che seguono sono per questa fonte e per un sistema operativo in lingua inglese; negli altri casi, occorre agire in modo simile.] Linux 1. (come nel caso precedente, il file è lo stesso); 2. copiare, con gli opportuni privilegi : > cp vecteur.ttf /usr/local/adobe/acrobat7.0/resource/font/ [può essere un directory differente, se acroread è installato in un altro directory]. oppure, per il singolo utente xxx > cp vecteur.ttf /home/xxx/.fonts/ 3. a questo punto acroread vede la font. MS Windows 1. scaricare la fonte "VECTEUR.TTF dal sito sto http://f.rimbert.free.fr/meca/vecteur/vecteur.htm [in francese télécharger" vuol dire "scaricare", come "download" in inglese; "Ko" vuol dire "KB ; in francese "byte" non si usa]; 2. aprire Start, Control Panel, Fonts dal menù sulla taskbar del proprio pc; 3. fare click su File, Install new font, indicare il file.ttf, poi OK. Mac OS 1. [come nei casi precedenti, ma il file da scaricare è differente]; 2. [equivalente del punto 2-3 dei casi precedenti, ma io non so come fare; se ci sono suggerimenti li metterò nella prossima edizione di questa pagina]. einfine...grand merci à per la suafonte. François Rimbert Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 19
Fine Introduzione Paolo Bagnaia - CTF - Introduzione 20