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Fisica 1 - CORSO A (COGNOMI A-K)

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PHYSICS 1

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
MFN1249
Docenti
Prof. Marco Costa (Titolare del corso)
Prof. Antonaldo Diaferio (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea in Matematica
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
D.M. 270 TAF A - Base
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto e Orale
Prerequisiti

Nel corso vengono utilizzati alcuni strumenti di calcolo acquisiti nei corsi di Analisi Matematica 1 e di Geometria 1.

Basic knowledge of calculus and elementary geometry.

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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Conoscenza delle leggi fondamentali della meccanica, delle onde e della termodinamica.

 

Knowledge of the fundamental laws of mechanics and thermodynamics.

 

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

Capacità di comprensione, risoluzione e discussione di problemi elementari di fisica.

Ability of understanding, solving and discussing simple problems in physics.

 

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Programma

Concetti introduttivi su vettori e operazioni con vettori. Unita'di misura. Cinematica del punto materiale, definizione delle osservabili fisiche per caratterizzare il moto. Dinamica del punto materiale e equazioni del moto. Concetti di forza e di lavoro. Forze conservative e forze non conservative.Teorema dell'energia cinetica. Definizione per le forze conservative del concetto di energia potenziale. Teorema di conservazione dell'energia meccanica.  Moti di rotazione e definizione di momento angolare e momento di una forza.Dinamica dei sistemi di punti materiali: definizione di centro di massa, moto del centro massa. Corpi estesi: definizione di momento di inerzia per geometrie semplici. Relativita` galileiana. Forza Gravitazionale. Elasticita`: sforzi di compressione, trazione e taglio; modulo di Young; deformazioni, isteresi elastica e punto di rottura. Idrostatica: princiipio di Pascal, legge di Stevino, formula ipsometrica, principio di Archimede, centrifughe. Idrodinamica: teorema di Bernoulli, teorema di Torricelli, legge di Leonardo, fenomeno di Venturi. Liquidi reali: viscosita', legge di Newton, regime turbolento e numero di Reynolds, legge di Stokes. Termometria: equazione di stato di un sistema termodinamico; leggi di Boyle, Volta e Charles; equazione di stato dei gas perfetti e dei gas reali; postulato zero della termodinamica; scale di temperature. Calorimetria: calorimetri, caloria, calori specifici e trasporto del calore. Termodinamica: reversibilita' e irreversibilita' delle trasformazioni termodinamiche; principio di equivalenza di Mayer-Joule; primo principio della termodinamica e relazione di Mayer; trasformazioni politropiche; sorgenti e macchine termiche e secondo principio della termodinamica; teoremi di Carnot e di Clausius; entropia e suo principio. Teoria cinetica dei gas: equazione di Clausius-Kroenig, distribuzione di Maxwell-Boltzmann e teorema di Boltzmann; cenni di meccanica statistica e teorema H; terzo principio della termodinamica. Legame tra termodinamica e meccanica quantistica. Onde meccaniche: principio di sovrapposizione; equazione d'onda di d'Alambert; velocita' di propagazione, densita' di energia e intensita' delle onde; interferenza delle onde, battimenti e onde stazionarie; onde acustiche; effetto Doppler delle onde meccaniche.

Introductory concepts. Kinematics of pointlike bodies. Pointlike mass dynamics. Dynamics of many-body systems. Galileian relativity. Gravitational force. Elasticity: compression, traction and shear stresses; Young modulus; strain, elastic hysteresis and breaking point. Hydrostatics: Pascal's law, Stevino's law, hypsometric equation, Archimedes' law, centrifuges. Hydrodinamics: Bernoulli's theorem, Torricelli's theorem, Leonardo's law, Venturi's phenomenon. Real fluids: viscosity, Newton's law, turbulent regime, and Reynolds number, Stokes' law. Thermometry: equation of state of a thermodynamic system; Boyle's, Volta's, and Charles' laws; equations of state of perfect and real gases; zeroth postulate of thermodinamics; scales of temperature. Calorimetry: calorimeters, calorie, specific heat, and heat transfer. Thermodynamics: reversibility and irreversibility of thermodynamic  transformations; Mayer-Joule's equivalence law; first law of thermodynamics and Mayer's equation; polytropic transformations; heat reservoirs and heat engines and second law of thermodynamics; Carnot's and Clausius' theorems; entropy and entropy law. Gas kinetic theory: Clausius-Kroenig's equation, Maxwell-Boltzmann distribution and Boltzmann's theorem; basic elements of statistical mechanics and H-theorem; third law of thermodynamics. Link between thermodynamics and quantum mechanics. Mechanical waves: superposition principle; d'Alambert's wave equation; propagation velocity, energy density, and intensity of waves; wave interference, beats, and standing waves; sound waves; Doppler effect of mechanical waves.

 

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.

Lectures and exercises in classroom.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta per quanto riguarda gli esercizi. Prova orale per verificare la comprensione degli argomenti trattati.

L'esame consiste in una prova scritta e in una orale. La prova scritta prevede tre esercizi, ha una durata di due ore e prevede come esito un giudizio (Sufficiente, Discreto, Buono, Ottimo).  Lo scritto è valido per tutta la sessione in cui viene superato.  Si può ripetere lo scritto nella stessa sessione al fine di migliorare il voto; il voto precedentemente ottenuto rimane valido fintantoché non si consegna il compito successivo. Presentarsi allo scritto e poi non consegnare non invalida il voto conseguito. La prova orale determina il voto finale. Il giudizio ottenuto allo scritto va considerato come la risposta alla prima domanda.

 

Written solutions of elementary problems. Oral discussion of the course topics.

Two hours are given for the written test to be solved in the classroom: it requires the solution of three problems and has four possible grades: Passing grade, Good enough, Good, Excellent. The passed test only holds for that session of exams. If the test is repeated, the latest grade is valid. The final grade of the exam derives from the oral test. The written test is considered the first question of the oral test.

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Attività di supporto

Il corso prevede sia lezioni che esercitazioni in aula. Una volta alla settimana viene svolto un tutoraggio per aiutare gli studenti nello studio e affrontare i problemi incontrati nella preparazione.

 

Once a week a tutor session takes place to support the students in understanding the topics and solving the problems seen during the lectures.

 

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Testi consigliati e bibliografia

W.E. Gettys, F. Keller, M. Skove “Fisica 1 Meccanica, Temodinamica", ed. McGraw-Hill

A. A. Kamal "1000 Problemi svolti di Fisica Classica", ed. Piccin

 

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Orario lezioniV

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  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 11/04/2019 12:49

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