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source: Ryo Saeba 2012年12月2日
Scopi
Il corso di Fisica I si riferisce ai fondamenti della meccanica dei corpi e dei fluidi e ai concetti base della termodinamica. I principi e le leggi fisiche che vengono studiati durante il corso sono alla base di qualunque applicazione ingegneristica e di tutta la tecnologia contemporanea. Il corso è posto nella prima parte del percorso formativo dello studente verso il conseguimento della qualifica di ingegnere proprio per il suo carattere fondamentale e di base. Il linguaggio che si usa e che si impara è formale e si avvale degli strumenti della matematica, ma ciò che viene descritto è il mondo reale che ci circonda e di cui si tendono a mettere in evidenza i nessi causali che collegano fra loro i diversi fenomeni osservati.
Obiettivo del corso è quello di fornire allo studente una comprensione non superficiale né solo qualitativa dei fenomeni connessi col moto dei corpi e dei fluidi, sia negli aspetti cinematici che dinamici, e dei problemi legati alla trasmissione del calore e in generale dell'energia fra sistemi formati da un grandissimo numero di componenti (termodinamica). Alla fine del corso lo studente saprà riconoscere e comprendere le proprietà dei moti semplici; avrà acquisito il concetto di forza, di quantità di moto, di momento angolare e di energia; possiederà il concetto di inerzia e di momento di inerzia. Sarà in grado di capire gli aspetti essenziali dell'interazione tra corpi diversi, sia in contatto diretto che con la mediazione del campo gravitazionale. A conclusione del corso lo studente avrà acquisito la metodologia essenziale per essere in grado di risolvere semplici problemi relativi a quanto sopra e di impostare la soluzione di problemi più complessi.
Contenuti
· Argomenti generali
- grandezze fisiche sistemi di coordinate, unità di misura, misure ed incertezze
· Meccanica
- il moto di un oggetto puntiforme in una o più dimensioni; velocità ed accelerazione; quantità di moto e velocità urti e centro di massa; la forza; la conservazione della quantità di moto e le leggi di Newton; energia cinetica ed energia elastica; la forza di gravità forze dissipative; l'oscillatore armonico; risonanza; quantità di moto angolare e velocità angolare; inerzia angolare; il momento delle forze; la conservazione della quantità di moto angolare; energia di rotazione; equilibrio e stabilità.
· Meccanica dei fluidi:
- fluidi in quiete, la pressione; principio di Pascal; principio di Archimede; moto di fluidi ideali, la portata; l'equazione di Bernoulli; fluidi viscosi, l'attrito interno.
· Termodinamica:
- calore e temperatura; il primo principio; cicli termodinamici, il ciclo di Carnot;
- l'entropia e il secondo principio.
Testi
HALLIDAY D., RESNICK R., WALKER J., Fondamenti di Fisica, 3a Edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano (1995)
ROSATI S., Fisica Generale, Casa Editrice Ambrosiana, 2a Edizione, Milano (1994)
Prerequisiti
Lo studente deve possedere i contenuti tipici del corso di Matematica I e parte di Matematica II; in particolare deve:
· conoscere e saper utilizzare le derivate
· essere in grado di effettuare uno studio di funzione
· conoscere il concetto di integrale come limite di una somma e saper calcolare integrali in una variabile o riconducibili a integrali in una variabile
· conoscere il concetto di vettore e sapere effettuare somme vettoriali
· conoscere gli operatori di gradiente, divergenza e rotore
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