Università
di Bologna – Facoltà di Ingegneria
Corso di
Laurea in Ingegneria Edile/Architettura - Sede di Bologna
Anno
Accademico 2001-2002 - Programma di Fisica Generale – (Gilio Cambi)
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Introduzione
al corso. La Fisica come scienza sperimentale. Leggi fisiche. Grandezze fisiche
e loro misure: unità e dimensioni.
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Elementi
di calcolo vettoriale. Concetto di vettore. Operazioni con vettori.
Rappresentazione cartesiana. Vettori polari e assiali. Vettori applicati.
Momenti polare e assiale di un vettore. Sistemi di vettori applicati.
Risultante e momento risultante. Composizione di vettori. Derivazione ed
integrazione di vettori. Gradiente e rotazionale.
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Cinematica
Concetti di spazio e di tempo. Sistemi di riferimento. Punto materiale.
Coordinate cartesiane, cilindriche, polari. Traiettoria. Equazioni parametriche
del moto. Equazione oraria. Spostamento. Velocità e accelerazione in coordinate
cartesiane e del triedro fondamentale. Velocità e accelerazione angolari.
Classificazione dei moti. Problemi diretto e inverso. Studio di alcuni semplici
moti rettilinei (uniforme, uniformemente vario, armonico semplice) e piani
(circolare, moto dei proiettili).
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Dinamica.
Concetto di forza. Forza peso. Misura statica delle forze. Dinamica del punto
materiale. Il I Principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Il
II Principio della dinamica. Massa inerziale e gravitazionale. Reazioni
vincolari. Quantità di moto e momento della quantità di moto. Impulso e momento
dell'impulso di una forza. Teorema dell'impulso e della quantità di moto.
Studio di alcuni semplici problemi unidimensionali di dinamica del punto
materiale (moto con forza elastica, moto dei proiettili, pendolo semplice, moto
con forze di attrito). Campi di forze.
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Lavoro
ed energia. Concetto di lavoro. Esempi di calcolo di lavoro. Potenza. Energia
potenziale e campi conservativi. Energia cinetica. Teorema delle forze vive.
Conservazione dell'energia meccanica. Forze non conservative.
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Dinamica
dei sistemi di punti. Il III principio della dinamica (conservazione della
quantità di moto e del momento angolare). Azioni a distanza. Urti e forze
impulsive. Equazioni cardinali. Centro di massa e sue proprietà. Teoremi del
centro di massa. Momenti di inerzia e loro calcolo. Teorema di Huyghens
Steiner. Teorema di Koenig. Dinamica dei sistemi rigidi (moto di pura
traslazione e di pura rotazione intorno ad un asse fisso).
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Introduzione
alla termodinamica. Coordinate macroscopiche. Equilibri termico e
termodinamico. Concetto di temperatura. Temperatura del termometro a gas
ideale. Diagrammi p-V e p-T per sostanze pure. Equazioni di stato. Il lavoro
termodinamico. Trasformazioni quasi statiche e reversibili; condizioni per la
reversibilità. Gas reali e ideali.
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Il
I Principio della termodinamica. Lavoro abiabatico. Energia interna e sua
dipendenza dalle coordinate termodinamiche. Espressione analitica del I
Principio. Concetto di calore. Capacità termica. Trasformazioni quasi statiche
di un gas ideale.
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Il
II Principio della termodinamica. Conversione di lavoro in calore e viceversa.
Serbatoio di calore. Macchine termiche. Enunciati di Kelvin e di Clausius. Il
ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Teorema di Clausius. Concetto di entropia.
Entropia di un gas ideale. Entropia, reversibiltà e irreversibilità. Il II
principio come Principio di aumento dell'entropia.
Testi consigliati :
· S. Focardi, I. Massa, A.
Uguzzoni: Fisica Generale, Casa Editrice Ambrosiana Milano
· A. Bertin, M. Poli, A.
Vitale: Fondamenti di meccanica, Ed. Esculapio - Progetto Leonardo
· A. Bertin, M. Poli, A.
Vitale: Fondamenti di termodinamica, Ed. Esculapio - Progetto Leonardo
· P. Mazzoldi, M. Nigro, C.
Voci, Fisica (Volume 1), SES Napoli
· D. Halliday, R. Resnick, Fisica
I, Casa Editrice Ambrosiana Milano
· S. Rosati, Fisica Generale
1, Casa Editrice Ambrosiana Milano
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· M. Bruno, M. D’Agostino,
M.L. Fiandri, Esercizi di fisica 1, CLUEB, Bologna
· S. Focardi, Problemi di
Fisica Generale, Casa Editrice Ambrosiana, Milano
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· L’esame prevede una prova
scritta ed un colloquio orale