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Diario del corso B di Fisica Generale 1 A.A 2007-2008

Nella seguente tabella sono riportati gli argomenti delle varie lezioni, con maggiore dettaglio rispetto al programma, e i corrispondenti paragrafi del Mazzoldi. Per quanto non sia più in stampa, al fine di fornire agli studenti un più ampio spettro di possibili libri su cui studiare, si riportano anche i paragrafi in cui gli argomenti delle lezioni sono trattati dall'Alonso Finn (M. Alonso, E. J. Finn, "Fisica Vol. 1", Masson).

Si invitano gli studenti a segnalare eventuali inesattezze e/o omissioni.

Giorno

Argomenti

Alonso Finn

Mazzoldi

25 Settembre

-Presentazione del corso.

-Grandezze fisiche fondamentali e loro unità di misura.

-Calcolo dimensionale.

-Cifre significative ed arrotondamenti.

-Vettori e scalari, definizioni.

 

2.1,2.2,2.3

 

 

3.1,3.2

 

Appendice B;

 

 

App. C par. 1 e 2

26 Settembre

-Misura di angoli in gradi e radianti.

-Moltiplicazione di un vettore per uno scalare, concetto di versore.

-Somma di vettori:

regola triangolare e del parallelogramma, proprietà commutativa, associativa e distributiva rispetto al prodotto per uno scalare.

-Decomposizione di un vettore in componenti, sistemi di riferimento cartesiani, componenti cartesiane.

-Somma di vettori in componenti cartesiane.

-Prodotto scalare tra vettori:

definizione e proprietà (commutativa  e distributiva rispetto alla somma), espressione in componenti, prodotto scalare di un vettore per se stesso, determinazione del modulo della somma di due vettori tramite il prodotto scalare, prodotto scalare tra versori, determinazione delle componenti di un vettore tramite prodotti scalari.

-Prodotto vettoriale: definizione e proprietà, prodotto vettoriale tra versori.

2.5

3.2

 

3.3,3.5

 

 

 

3.4

 

 

3.7

 

 

 

 

 

 

3.8

Appendice C

paragrafi 2 e 3

28 Settembre

-Prodotto vettoriale: regola del determinante

Esercizi di calcolo vettoriale.

 

-Introduzione alla cinematica

-Concetto di particella puntiforme,

-Concetto di posizione;

-Raggio vettore di una particella;

-Concetto di moto, di traiettoria e di legge oraria del moto;

-Spostamento di una particella, velocità media.

- Velocità istantanea, derivata di un vettore.

3.8

3.2, 3.13, 3.14, 3.18

5.1

 

 

 

 

 

 

5.2

 

 

 

1.1

 

 

2.1

 

 

1.2 e 1.3

1.3

2 Ottobre

-Determinazione della legge oraria dalla velocità istantanea.

-Accelerazione media ed istantanea;

-Moto rettilineo;

-Moto rettilineo uniforme e legge oraria;

-Moto rettilineo uniformemente accelerato:

-Dipendenza dal tempo della velocità e legge oraria del moto

5.2

 

5.3,5.4,5.6

5.2

5.2

5.3

5.3

 

 

1.4

1.3

 

1.4

4 Ottobre

Esercizi

-Moto dei gravi;

-Moto in più dimensioni e moti proiettati;

-Moto uniformemente accelerato nello spazio;

-Moto dei proiettili:

  dipendenza dal tempo della velocità

5.3, 5.6, 5.9

5.4

5.6

5.6

5.7

 

1.4 e 1.5

2.1

2.4

2.1

2.4 e 2.5

5 Ottobre

-Moto dei proiettili:

  legge oraria, traiettoria, gittata, quota massima e   

  tempo di volo.

- Limite di validità dei risultati ottenuti

Esercizi.

5.7

 

 

5.7

5.15, 5.17, 5.20, 5.47

2.4

9 Ottobre

-Stima della velocità di fuga di un satellite (Fuori programma)

-Decomposizione della velocità in componenti

  radiale e trasversale;

-Decomposizione dell'accelerazione in componenti

  tangenziale e centripeta;

-Coordinate polari piane;

 

 

5.11

 

5.8

 

 

 

 

2.1

 

2.2

 

2.1

10 Ottobre

-Moto circolare:

 velocità angolare, accelerazione angolare,

 relazione tra velocità angolare e velocità lineare,

 relazione tra accelerazione angolare e

 accelerazione  lineare,

 moto circolare uniforme ed uniformemente accelerato

Esercizi

5.9

 

5.10

 

 

 

5.49, 5.51, 5.61

2.3

 

 

 

 

 

 

16 Ottobre

-Moti relativi:

 posizione, velocità e accelerazioni relative.

-Moto relativo traslatorio uniforme.

-Moto relativo rotatorio uniforme

-Moto relativo alla terra, accelerazione di Coriolis e

 centrifuga

6.1,6.2

 

6.3

6.4

6.5

5.1,

 

5.2, 5.3

5.4

5.5

17 Ottobre

-Introduzione della dinamica di particelle puntiformi;

-Sistemi di riferimento inerziali;

-Principio d'inerzia;

-Coppia di particelle interagenti e massa inerziale;

-Quantità di moto;

-Principio di conservazione della quantità di moto;

-Concetto di forza;

-2ª legge di Newton;

Esercizi

7.1

7.2

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.6

5.33,5.34,6.1

3.1

 

 

 

3.3

 

 3.2

 

19 Ottobre

-3ª legge di Newton;

-Risultante delle forze;

-Equilibrio statico stabile, instabile ed indifferente.

-Forza peso;

-Corpi a contatto con superfici d'appoggio e forza

  normale;

 Esercizi

7.6

7.6

 

7.6

7.7

 

6.4,6.16

3.2

3.4

 

3.7

3.4

23 Ottobre

-Forze d'attrito radente, attrito dinamico e statico.

-Risoluzione dell'equazione del moto per una particella a contatto con un piano inclinato liscio e scabro, condizioni di equilibrio e legge oraria del moto

-Forza di attrito viscoso, proprietà, analisi qualitativa della caduta di un grave in presenza di attrito viscoso

7.8

 

 

 

 

7.9

3.8

3.9

 

 

 

3.11

24 Ottobre

-Forza di attrito viscoso determinazione della velocità in funzione del tempo

Esercizi

7.9

 

7.1, 7.16, 7.17

3.11

26 Ottobre

-Forza elastica:

proprietà,e risoluzione delle equazioni del moto per una particella puntiforme soggetta ad una forza elastica;

-Forza di tensione esercitate da corde;

-Dinamica di particelle collegate tramite fili ideali e carrucole;

-Decomposizione della forza in componenti tangenziale e centripeta per particelle in moto su traiettorie curvilinee

-Il pendolo semplice;

12.4

 

 

 

 

 

 

7.11

 

 

12.5

3.10

 

 

 

3.14

 

 

3.6

 

 

3.13

26 Ottobre

-Teorema dell'impulso;

-Lavoro compiuto da una forza.

-Potenza.

-Teorema dell'Energia Cinetica.

-Lavoro della forza peso.

-Lavoro di forze costanti.

-Lavoro della forza elastica.

-Lavoro della forza di attrito dinamico.

-Forze conservative;

-Concetto di Energia potenziale;

-Conservatività delle forze costanti, e del peso come caso particolare;

-Principio di conservazione dell'energia meccanica;

-Energia meccanica in presenza di forze non conservative

8.1

8.2

8.3,8.4

8.5

8.6

8.6

 

 

8.7

8.7

8.7

 

8.8

8.12

3.3

4.1

4.1

4.1

4.2

4.2

4.3

4.4

4.5

4.5

 

 

4.6

4.6

6 Novembre

-Relazione tra forze conservative ed il gradiente della loro energia potenziale

-Rotore di un vettore;

-Forze conservative come forze a rotore nullo;

-Diagrammi di energia potenziale;

-Esercizi

8.7

 

non trattato

non trattato

8.11

non trattato

 

non trattato

non trattato

non trattato

7 Novembre

-Momento angolare e momento di una forza;

-Teorema del momento angolare;

-Principio di conservazione del momento angolare;

 

Dinamica di sistemi di particelle:

-Forze interne ed esterne;

-Concetto di centro di massa;

-Posizione e quantità di moto del centro di massa;

-Quantità di moto totale;

-Teorema del moto del centro di massa;

-Conservazione della quantità di moto;

 

 

 

 

 

9.2

4.7

4.7 e 9.2

9.2

9.2

9.2

4.7

4.7

4.7

 

 

6.1

6.2

6.2

6.2

6.2

6.3

9 Novembre

-Teorema del momento angolare e concetto di forze interne Newtoniane;

-Conservazione del momento angolare;

-Sistema di riferimento del centro di massa;

-Momento delle forze nel sistema di riferimento del centro di massa;

-Teorema di König del momento angolare

9.4

 

9.4

Esempio 9.4

Esempio 9.7

 

Esempio 9.6

6.4

 

6.5

6.6

6.6

 

6.7

13 Novembre

-Teorema di König dell'energia cinetica;

-Teorema dell'energia cinetica per sistemi di particelle;

-Lavoro delle forze interne;

-Conservazione dell'energia;

-Energia meccanica e forze non conservative

Esercizi

 

 

Esempio 9.8

9.5

9.5

9.6

9.6

7.44,7.45, Esempio 8.10

6.7

6.8

6.8

6.8

6.8

14 Novembre

Dinamica dei corpi rigidi:

-Concetto di corpo rigido;

-Numero di gradi di libertà di una particella puntiforme, un sistema di particelle, e un corpo rigido;

-Spostamento di un corpo rigido, sua decomposizione in somma di una traslazione e di una rotazione e non univocità della decomposizione;

-Densità dei corpi continui;

-Centro di massa di un corpo rigido;

-Calcolo della posizione del centro di massa per corpi uniformi e simmetrici: sbarretta e disco.

 

 

-Momento angolare per rotazioni intorno ad assi fissi;

-Momento di inerzia e assi principali di inerzia;

-Equazione del moto per rotazioni;

-Calcolo del momento di inerzia per:

    -sbarretta sottile ed uniforme in rotazione:

        -rispetto ad un asse ortogonale alla sbarretta e

        passante per un'estremità;

        -rispetto  ad un asse ortogonale alla sbarretta e

        passante per il centro di massa;

     -anello uniforme rispetto ad un asse  ortogonale al

         piano dell'anello e passante per il centro di massa;

Capitolo 10

10.1

 

 

10.1

 

 

10.3

 

 

 

 

 

10.2

10.3

10.4

 

Esempio 10.2

 

 

 

 

 

Capitolo 7

7.1

 

 

7.3

 

 

7.2

7.2

Calcoli simili sono svolti negli esempi 7.1 e 7.2

7.4

7.5

7.4

 

Esempio 7.6

 

 

 

Esempio 7.4

16 Novembre

-Teorema di König dell'energia cinetica

-Teorema di Steiner;

-Equilibrio di un corpo rigido;

-Momento torcente delle forze vincolari;

-Equivalenza del peso ad un unica forza

10.5

10.3

4.9

 

4.6

7-6

7-6

7.11

7-7

6.10

20 Novembre

-Pendolo fisico;

-Moti di rotolamento, puro rotolamento e rotolamento con strisciamento;

-Applicazione del teorema di Koenig alla rototraslazione di un corpo rigido;

-Moto di rotolamento su piani inclinati lisci o scabri.

12.6

Esempio 10.8

 

 

 

 

7-7

7.8

 

 

 

Esempio 7.10

22 Novembre

-Calcolo della posizione del centro di massa per sistemi di più corpi rigidi;

-Calcolo del momento d'inerzia totale per sistemi di più corpi rigidi.

 

 Urti tra particelle

 -condizioni di conservazione della quantità di moto

   totale;

-Conservazione del momento angolare in un urto;

-Conservazione dell'energia, urti elastici ed anelastici;

-Urti tra particelle nel sistema di riferimento del centro di massa;

-Coefficiente di restituzione in urti anelastici;

 

 

 

 

 

 

9.8

 

 

 

 

 

Capitolo 8

8.1

 

8.1 e 7.9

8.2, 8.3, 8.4

 

8.1

 

8.4

23 Novembre

-Urti tra particelle e corpi rigidi, effetti della presenza di forze vincolari impulsive.

Esercizi

 

 

10.25, 9.19

8.5

26 Novembre

Termodinamica:

-Introduzione;

-Differenza tra stato dinamico in meccanica, e stato termodinamica di un sistema di molte particelle;

-Temperatura;

-Concetto di  Equilibrio Termodinamico e Principio zero della termodinamica;

-Misura della temperatura;

-Altre variabili termodinamiche, pressione e volume;

-Trasformazioni di stato reversibili ed irreversibili;

-Leggi di Boyle e di Gay-Lussac;

-Equazione di stato dei gas perfetti.

-Lavoro compiuto da un gas in una trasformazione qualsiasi;

 

 

12.1

12.1

 

12.1

12.2

 

12.3

12.1

12.6

13.1

13.1

9.1 e 13.3

 

27 Novembre

-Energia interna in meccanica ed in termodinamica;

-1° principio della Termodinamica;

-Definizione di capacità termica e  di calore specifico;

-Capacità termica molare a pressione e volume costante;

-Espansione libera di Joule;

-Dipendenza dell'energia interna dalla temperatura per un gas perfetto;

-Relazione di Mayer e valori di CP e CV per gas monoatomici e biatomici;

-Lavoro fatto da un gas e calore assorbito in trasformazioni isoterme, isocore ed isobare reversibili.

 

12.4

12.5

12.7

 

13.4

 

13.5

13.5

 

13.5

 

13.6

28 Novembre

-Trasformazioni adiabatiche reversibili;

-Sorgenti di calore a temperatura uniforme;

-1° Principio della termodinamica per trasformazioni cicliche;

-Enunciati di Kelvin e Clausius del 2° Principio della Termodinamica;

-Ciclo di Carnot;

-Rendimento di macchine termiche;

-Dipendenza del rendimento dalle temperature tra cui lavora il ciclo

-Dimostrazione dell'equivalenza dei due enunciati del 2° Principio della Termodinamica;

-Teorema di Carnot;

 

13.6

 

12.5

 

14.1

 

13.7

13.7

13.7

 

14.1

 

14.3

30 Novembre

-Teorema di Clausius;

-Entropia e sue proprietà;

-Principio di aumento di entropia;

-Accenno all'interpretazione statistica dell'entropia

 

14.5

14.6

14.7