Università degli Studi di Siena

Corso di Laurea in Scienze Geologiche

Fisica Sperimentale I

Programma del corso - A.A. 1997-98

• Elementi di calcolo vettoriale. Richiami di calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile reale.

• Meccanica

  • Cinematica del punto
    Moto in una dimensione. Velocita' e accelerazione. Moto nello spazio Euclideo. Vettori posizione, velocita' e accelerazione. Caduta dei gravi. Moto parabolico. Moto armonico semplice. Moto circolare. Cinematica rotazionale in notazione scalare e vettoriale. Composizione di moti.

  • Dinamica del punto
    Principio d' inerzia. Quantita' di moto e legge di conservazione. Forza media. Forza istantanea. Leggi della dinamica di Newton. Impulso di una forza. Misura statica di una forza. Forza elastica.
    L' oscillatore armonico. Forza peso. Massa inerziale e gravitazionale. Principio di sovrapposizione delle forze. Reazioni vincolari. Forza di attrito statico e dinamico. Integrale di linea. Lavoro di una forza. Potenza. Teorema delle forze vive. Forze conservative e non conservative. Conservazione dell' energia meccanica. Momento di una forza. Momento della quantita' di moto. Teorema del momento angolare.

  • Moti relativi
    Invarianza Galileiana. Sistemi accelerati. Principio di equivalenza. Sistemi ruotanti. Forze non inerziali. Effetti non inerziali nel sistema ruotante terrestre (cenni).

  • Dinamica dei sistemi
    Sistemi discreti di punti materiali. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Teorema del centro di massa. Momento di inerzia e momento angolare per un sistema discreto. Teorema del momento angolare. Sistema del centro di massa. Teoremi di König. Teorema delle forze vive. Conservazione dell' energia meccanica.

  • Sistemi continui
    Momento d'inerzia e centro di massa di un corpo rigido. Teorema di Steiner. Rotazione intorno ad un asse fisso. Coppia di forze.

  • Dinamica del corpo rigido
    Equazioni cardinali della dinamica del corpo rigido. Moto di roto-traslazione (cenni). Dinamica del corpo rigido vincolato. Statica del corpo rigido. Urti elastici e anelastici (cenni).

  • Statica e Dinamica dei fluidi
    Statica del fluido ideale. Legge di Stevino. Principio di Archimede. Moto di un fluido ideale. Campo di velocita'. Flusso attraverso una superficie orientata. Regime stazionario. Portata. Teorema di Bernoulli. Portanza. Effetto Magnus. Moto laminare (cenni).

  • Gravitazione
    Legge Newtoniana di gravitazione universale. Accelerazione di gravita' e correzione centrifuga. Energia potenziale gravitazionale. Moto in un campo di forza centrale (cenni). Leggi di Keplero.
    

• Termodinamica
  

  • Modello cinetico del gas ideale. Pressione e temperatura. Termometria. Conduzione del calore. Calorimetria. Calore specifico. Equivalente meccanico della caloria.
    Primo principio della Termodinamica. Equazione di stato dei gas ideali. Trasformazioni isocora, isobara, isoterma e adiabatica. Energia interna di un gas ideale. Relazione di Mayer. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Rendimento di un ciclo termico. Il ciclo di Carnot.

  • Secondo principio della Termodinamica. Teoremi di Carnot e Clausius. Temperatura termodinamica assoluta. Entropia di un gas ideale. Variazione di entropia nelle trasformazioni reversibili ed irreversibili. Cenni sulla teoria cinetica del gas ideale : distribuzione di Maxwell; teorema di equipartizione dell' energia; calori specifici molari. Interpretazione statistica dell'entropia.

Libri di testo consigliati

Resnick, Halliday, Krane - " Fisica " - Vol.1 - Casa Editrice Ambrosiana - Milano

R.A.Serway - "Fisica per Scienze ed Ingegneria" - Volume Primo - EdiSES - Napoli

Testi consigliati di esercizi svolti

Mazzoldi, Saggion, Voci - "Problemi di Fisica Generale" - Edizioni Cortina - Padova

Testi consigliati per approfondimento