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Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso si propone di fornire una conoscenza organica delle leggi fondamentali della meccanica classica del punto materiale e dei sistemi, una conoscenza di base della termologia, della termodinamica e delle proprietà dei gas.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: l’obiettivo è fornire agli studenti la capacità di risolvere semplici problemi numerici ed essere in grado di rispondere a quesiti e sostenere argomentazioni relativi agli argomenti di teoria svolti.

Autonomia di giudizio: lo studente dovrà anche essere in grado di affrontare in maniera autonoma la scelta tra i diversi metodi di risoluzione di un particolare problema numerico.

Abilità comunicative: lo studente dovrà acquisire la capacità di comunicare efficacemente, utilizzando correttamente il linguaggio scientifico, quanto appreso durante il corso, sapendo argomentare circa le problematiche ad esso connesse.

Capacita? di apprendimento: lo studente deve essere in grado, rendendosi autonomo dal docente, di approfondire quanto imparato, al fine di utilizzare le conoscenze di base acquisite in questo corso anche nei corsi successivi.

Conoscenze di algebra, geometria e trigonometria a livello di scuola media superiore.

Conoscenze elementari di calcolo differenziale e calcolo integrale.

Metodo scientifico, grandezze fisiche (scalari e vettoriali)

Cinematica del punto

Dinamica del punto

Lavoro ed energia

Dinamica dei sistemi a più corpi

Moto rotazionale e moto dei sistemi rigidi

Moti oscillatori

Gravitazione

Cenni di meccanica dei fluidi

Calore e primo principio della termodinamica

Macchine termiche, entropia e secondo principio della termodinamica

Introduzione e grandezze fisiche: Grandezze fondamentali, derivate ed unità di misura; ordini di grandezza e cifre significative; sistemi di coordinate e sistemi di riferimento; grandezze vettoriali e scalari.

Richiami di calcolo: Algebra dei vettori: somma, prodotto scalare-vettore, prodotto scalare e prodotto vettoriale; derivata ed integrale di funzioni di una variabile; derivata temporale di funzioni vettoriali.

Cinematica del punto: Introduzione ai concetti di posizione, velocità ed accelerazione; moto in una dimensione: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato; natura vettoriale delle grandezze cinematiche; moto in 2 e 3 dimensioni: moto del proiettile, moto circolare, moto vario, moti relativi.

Dinamica del punto: Introduzione del concetto di forza; prima legge di Newton, sistemi inerziali; seconda legge di Newton; terza legge di Newton; esempi notevoli di forze: attrazione gravitazionale, comportamento di un grave sulla superficie terrestre, forze elastiche, attriti statici e dinamici, attriti viscosi; forze apparenti.

Lavoro ed energia: Definizione di lavoro ed energia cinetica; teorema delle forze vive; definizione di energia potenziale e di energia meccanica; conservazione dell'energia meccanica, forze conservative e dissipative.

Quantità di moto e urti: Definizione di quantità di moto e di impulso; conservazione della quantità di moto; urti elastici ed anelastici in una e due dimensioni; definizione di centro di massa; forze esterne ed interne; seconda legge di Newton per un sistema di punti materiali.

Moto rotazionale e moto dei sistemi rigidi: Velocità angolare, accelerazione angolare; momento d'inerzia ed energia cinetica rotazionale; momento delle forze; seconda legge di Newton in forma angolare, momento angolare e sua conservazione; definizione di corpo rigido e sue condizioni di equilibrio; rotazione di un corpo rigido rispetto ad un asse fisso, moto di rotolamento.

Il concetto di temperatura: Principio zero della termodinamica; dilatazione termica, termometri e scale di temperatura; variabili e funzioni di stato; definizione di gas perfetto; equazione di stato di un gas perfetto; trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti. 

Calore e primo principio della termodinamica: Calore, energia termica, energia interna; calore specifico, calore latente e cambiamenti di stato; lavoro nelle trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti; il primo principio della termodinamica e sue applicazioni: analisi delle trasformazioni isobare, isocore, isoterme ed adiabatiche.

Macchine termiche, entropia e secondo principio della termodinamica: Reversibilità delle trasformazioni termodinamiche; macchine termiche e secondo principio della termodinamica; equivalenza tra i vari enunciati; ciclo e teorema di Carnot, definizione di entropia; variazione di entropia nelle trasformazioni reversibili ed irreversibili; riformulazione in termini di entropia del secondo principio della termodinamica.

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche

La prova finale di verifica è divisa in due parti che avranno luogo nella stessa settimana:

Uno scritto con quiz a risposta multipla su tutti gli argomenti trattati nel corso con lo scopo di valutare lo studio della materia e la comprensione degli argomenti più importanti. Esso ha carattere selettivo, in quanto lo studente che non mostri una sufficiente conoscenza degli argomenti non è ammesso alla prova successiva. Lo studente, per superare la prova, deve acquisire almeno 18 punti su 30. Il tempo previsto per la prova è di 1 ora e mezza. Non sarà consentito consultare testi o utilizzare PC, smartphone, tablet. Sarà consentito l’uso della calcolatrice.

Una prova orale che verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione. Il voto finale sarà espresso in trentesimi e sarà determinato sulla base del colloquio orale.

Fondamenti di Fisica, D. Halliday, R. Resnick, J. (riferimento)

Elementi di Fisica – Meccanica Termodinamica, P.Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci (approfondimento)

All’inizio del corso, dopo aver descritto obiettivi, programma e metodi di verifica, il docente mette a disposizione degli studenti il proprio sito web per ogni ulteriore informazione. Contestualmente, raccoglie l’elenco degli studenti che intendono iscriversi al corso, corredato di nome, cognome, matricola ed e-mail.

Orario di ricevimento: il martedì dalle 15:30 alle 17:30 e il giovedì dalle 11:30 alle 13:30 presso lo studio del Docente.

Oltre all’orario di ricevimento settimanale, il docente e? disponibile in ogni momento per un colloquio con gli studenti, previo appuntamento attraverso la propria e-mail istituzionale.

10-02-2021

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