corso

Fisica B

Codice:	BB001	Crediti:	6	Semestre:	2	Sigla:	FIS

Settore disciplinare:		FIS/02 - Fisica Teorica, Modelli e Metodi Matematici

Docente

Giorgio Carelli

Tel. +39-0502214309

Prerequisiti

Conoscenze matematiche di base relative al calcolo numerico, alla geometria euclidea ed alla trigonometria. Conoscenza del concetto generale di funzione matematica e delle funzioni elementari

Obiettivi di apprendimento

Introduzione al linguaggio della fisica come descrizione matematica dei fenomeni naturali. Conoscenza delle leggi fondamentali della meccanica, dell'elettricità e del magnetismo con particolare attenzione all'uso del concetto di conservazione delle grandezze fisiche.

Descrizione

Corso introduttivo alle conoscenze di base della fisica classica

English Description

This course provides a systematic introduction to the main principles of physics and emphasizes the development of conceptual understanding using algebra and trigonometry, but rarely calculus. A knowledge of algebra and basic trigonometry is required for the course; the basic ideas of calculus may be introduced in the theoretical development of some physical concepts, such as acceleration and work. Topics Vectors and motion in one, two dimensions. Newton's Laws, particle dynamics, work and energy. Conservation laws and collisions. Rotational kinematics and dynamics, angular momentum and equilibrium of rigid bodies. Simple harmonic motion, gravitation. Charge, electric field, Gauss' Law and potential. Capacitance, resistance, simple d/c circuits. Magnetic fields, Ampere's Law, Faraday's Law, induction.

Programma

Richiami di geometria analitica. Sistemi di riferimento cartesiani in due e tre dimensioni. Equazioni della retta, della circonferenza, dell'iperbole equilatera, della parabola. Tangente ad una curva. Rappresentazione parametrica.
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. 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. Primo e secondo principio della dinamica. Definizione e unità di misura delle forze. Moto di un grave. Forze vincolari e piano inclinato. Il terzo 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 impuso e di quantità di moto. Teorema dell'impulso. Urti elastci 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.
Dinamica celeste. 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 uniform. 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.
Corrente elettrica. 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. Definizione di flusso del campo magnetico concatenato con un circuito. Induzione elettromagnetica: legge di Faraday e legge di Lenz. Spira rotante in campo magnetico.

Bibliografia

E. Amaldi Zanichelli (Meccadica, Elettromagnetismo)
Serway Principi di Fisica EdiSE

Modalità di esame

Scritto e orale. L'esame può essere superato con il superamento delle due prove in itinere.