Fisica

Nicolò Beverini    Tel. 24520

Il corso farà uso delle nozioni di matematica fornite dal corso di Analisi.

Il corso si propone di fornire agli studenti una visione generale del mondo fisico, che ne metta in luce i concetti fondamentali di base e la metodologia. 

 

Conoscenze. Gli obiettivi di apprendimento comprendono le conoscenze di base sulla cinematica e dinamica dei sistemi elementari e dei campi gravitazionali e elettromagnetici, evidenziando in particolare le leggi di conservazione.

Capacità. Obiettivo del corso è far acquisire allo studente le capacità di modellizzare in termini fisico-matematici la realtà fenomenologica e di risolvere semplici problemi relativi al mondo fisico. 

• Cinematica e dinamica dei sistemi elementari, dalla percezione ingenua alla modellazione newtoniana e asuoi succesivi sviluppi.

• Simmetria, invarianza e leggi di conservazione

• Modellazione dei processi dinamici reali: forze, campi, gravitazione, elettrodinamica

• Misura ed errore: il ruolo della statistica nell'analisi dei fenomeni

Grandezze fisiche e unità di misura.
Misura di una grandezza. Grandezze fondamentali e grandezze derivate. Dimensioni fisiche di una grandezza. Sistemi coerenti di unità di misura. Il Sistema Internazionale.
Cinematica.
Descrizione del moto unidimensionale di un punto materiale. Tabella oraria e legge oraria del moto. Definizione di velocità media e velocità istantanea. Definizione di accelerazione media e accelerazione istantanea. Il moto uniformemente accelerato. Moto nello spazio tridimensionale. Grandezze vettoriali e vettori. Il vettore spostamento. Somma e differenza di vettori. Velocità e accelerazione vettoriali. Moto circolare ed accelerazione centripeta. Moto uniformemente accelerato in 3 dimensioni.
Dinamica del punto materiale
1° e 2° principio della dinamica. Definizione e unità di misura di forza. Moto di un grave. Forze vincolari e piano inclinato. Il 3° principio della dinamica. Tensione di una fune. Esempi di forze: forza gravitazionale, forza elettrostatica, forze elastiche. Moto armonico. Definizione di lavoro e di potenza e loro unità di misura SI. Lavoro della forza peso e della forza elastica. Teorema dell'energia cinetica. Forze posizionali. Concetto di campo di forze. Definizione di forze conservative. Definizione di energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale e energia potenziale elastica. Principio di conservazione dell'energia meccanica. Definizione di impulso e di quantità di moto. Teorema dell'impulso. Urti elastici ed anelastici.
Corpi estesi
Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Teorema del baricentro. Quantità di moto totale di un sistema. Principio di conservazione della quantità di moto. Corpo rigido. Momento di una forza. Statica di un corpo rigido.
Le forze gravitazionali
Le leggi di Keplero. Legge di gravitazione universale. Il momento della quantità di moto. Conservazione della quantità di moto nel moto di un satellite o di un pianeta. Energia potenziale del campo gravitazionale. Velocità di fuga.
Fluidi
Fluidi. Densità e pressione. Legge di Stevino e principio d'Archimede. Descrizione macroscopica e microscopica dei fenomeni. Modello cinetico dei gas. Temperatura assoluta. Legge dei gas perfetti.
Elettrostatica
I fenomeni elettrici. Corpi conduttori e isolanti. Forza di Coulomb. Campo elettrico. Linee di forza. Teorema di Gauss e sue applicazioni ai corpi conduttori. Campo generato da una sfera conduttrice carica; da una sfera dielettrica uniforme. carica; da una lastra conduttrice piana. Potenziale elettrostatico. Potenziale generato da una carica puntiforme e da un insieme di cariche puntiformi. Potenziale di un conduttore. Condensatori. Campo elettrico in un condensatore piano. Energia immagazzinata in un condensatore.
Correnti elettriche.
Legge di Ohm. Potenza dissipata dalla corrente. Forza elettromotrice. Resistenze in serie e in parallelo. Carica di un condensatore
Elettromagnetismo.
Forza di Lorentz. Forza magnetica agente su un elemento di corrente. Campo generato da un elemento di corrente. Legge di Biot-Savart. Forza tra due fili rettilinei percorsi da corrente. Legge di Ampère. Campo di un solenoide. Elettromagnetismo. Definizione di flusso del campo magnetico concatenato con un circuito. Induzione elettromagnetica: legge di Faraday e legge di Lenz. Spira rotante in campo magnetico.

Saranno disponibili dispense per il corso-
Per approfondimenti possono essere consigliati:
Halliday, Resnik, Walker, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana
Serway, Fondamenti di Fisica