fisica1-chi-201314-diario
DIARIO LEZIONI:
Testo adottato:
• FLMP: Ferrari, Luci, Mariani, Pellissetto (FLMP): Fisica I (Meccanica e Termodinamica), Ed. Idelson-Gnocchi
Altri testi per approfondimenti (facoltativi):
• Esercizi: (LBST) Loreto, Baldassarri, Servedio, tria: Fisica Generale - Meccanica (esercizi), Ed. McGraw-Hill
• Teoria: (HRK) Halliday, Resnick, Krane: Fisica 1 (Meccanica, Acustica, Termodinamica), Ed. CEA
• Teoria: (MNV) Mazzoldi, Nigro, Voci , Luci: Fisica Volume I, Ed. EdiSES
Argomenti svolti a lezione:
•05/03:
• Introduzione e struttura del corso
• Metodologia scientifica, concetto di misura, unità di misura, campioni
• Il sistema internazionale
• Cambio di unità di misura (esempi)
• Analisi dimensionale
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 1 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6)
•07/03:
• Cinematica in una dimensione: introduzione, sistemi di riferimento
• Posizione e spostamento, traiettoria di un punto materiale, legge oraria
• Velocità media e velocità istantanea, definizione, dimensioni e unità di misura
• Esempio: moto lineare uniforme
• Accelerazione media e istantanea, definizione, dimensioni e unità di misura
• Esercizio: FLMP esempio pag. 26
• Esempio: moto uniformemente accelerato
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 2 (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5)
•11/03:
• Riepilogo della cinematica moto unidimensionale
• Dalla velocità all’accelerazione e dalla accelerazione alla velocità
• Esempi ed Esercizi:
• moto lineare: autovettura su strada rettilinea: vedi ad esempio (FLMP) Problema 2.1
• moto uniformemente accelerato: passeggero e treno Problema1.pdf (LBST) 2.9
• Accelerazione nel moto di caduta libera e caduta dei gravi:
• Esempi:
• corpo lasciato cadere dall’alto
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 2 (2.5, 2.6, 2.7, 2.8)
•12/03:
• Esempi di moto di caduta libera: palla lanciata verso l’alto (FLMP) Problema 2.3
• Relazione tra velocità e posizione
• Grandezze scalari e grandezze vettoriali
• vettori: definzione, componenti, versori
• operazioni su vettori: prodotto per uno scalare, somma e sottrazione (via grafica e per componenti), prodotto scalare e prodotto vettoriale,
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 2 (2.8), Cap. 3 (3.1, 3.2), Cap. 9 (9.1)
•14/03:
• Vettori: richiami, vettori espressi in termini dei versori di base, derivata di un vettore
• Esempi: operazioni con vettori, calcolo prodotto scalare tra due vettori: (FLMP) Esempio pag. 48 e 55
• Moto in 2 e 3 dimensioni: traiettoria, vettore spostamento, vettore velocità media e velocità istantaena, accelerazione media e accelerazione istantanea
• Scomposizione dell’accelerazione in accelerazione tangenziale e accelerazione normale (o centripeta)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 3 (3.2.1, 3.2.2, 3.2.3, 3.2.4, 3.2.5, 3.3, 3.3.1, 3.3.2, 3.6)
•18/03:
• Cinematica del moto in due dimensioni:
• moto del proiettile (LSBT: un calcio ad un pallone)
• Esercizio: Problema_scimmiafurba.pdf
• moto circolare uniforme: velocità angolare, velocità lineare, accelerazione centripeta, periodo, frequenza
• Cenni al moto generale: accelerazioni centripeta, tangenziale e cerchio osculatore
• Esercizio per casa: Problema_orologio.pdf
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 3 (3.3, 3.3.1,3.3.2, 3.4, 3.5,3.5.1,3.5.2,3.5.3)
•19/03:
• Cinematica in presenza di resistenza viscosa: velocità limite (solo cenni)
• Moti relativi: sistemi in traslazione rettilinea, trasformazioni di Galileo, cenni su sistemi in rotazione relativa (accelerazione di Coriolis, accelerazione centrifuga)
• Esempio: problema 3.3 p. 77 (FLMP)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 3 (3.7, 3.7.1), Cap. 5 (5.3, 5.3.1)
•21/03:
• Esercizio: 2.12 (FLMP)
• Dinamica del punto materiale: introduzione, concetto di forza
• Primo principio della dinamica, sistemi inerziali, terra come SR pseudo-inerziale
• Secondo principio dinamica: seconda legge di Newton, principio sovrapposizione e forza risultante
• Dimensioni e unità di misura della forza
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 4 (4.1,4.1.1,4.2, 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3)
•25/03:
• Esempi calcolo forza risultante, esercizio: problema_tirofune.pdf
• Forze fondamentali: cenni forza elettromagnetica, nucleare forte e debole. Forze che agiscono a distanza e forze di contatto come schematizzazione di effetti microscopici
• Forza gravitazionale, massa gravitazionale e massa inerziale. Forza gravitazionale sulla superficie della terra, forza peso, accelerazione gravitazionale g
• Come si misura la massa: la bilancia
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 4 (4.2.2, 4.3, 4.4, 4.4.1, 4.4.2)
•26/03:
• Seconda legge di Newton in sistemi di riferimento non inerziali: forze apparenti
• Massa apparente: misura del peso in un ascensore che accelera
• Terzo principio (o legge) della dinamica: esempi (corpo attratto dalla terra e viceversa)
• Forze di contatto: reazioni vincolari: forza normale, tensione di una fune, fune ideale
• Esercizi:
• blocco su piano liscio: Esempio p.119 (FLMP)
• traino con fune di due punti materiali: Problema 5.2 (FLMP)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 4 (4.5), Cap. 5 (5.7, 5.1, 5.1.1, 5.1.2)
•28/03:
• Carrucola ideale, ascissa curvilinea
• Esercizi:
• macchina di Atwood (FLMP 5.1.3)
• Forze di attrito, attrito statico, attrito dinamico, coefficienti di attrito statico e dinamico
• Esercizio: esempio 5.4 (FLMP)
• Il piano inclinato in assenza di attrito
• Esercizo: esempio 5.7 (FLMP)
• Il piano inclinato in presenza di attrito: condizione di scivolamento
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 5 (5.1.3, 5.2, 5.4, 5.4.1, 5.4.2)
•01/04:
• Il piano inclinato in presenza di attrito dinamico
• Esercizio per casa: funeEpianoinclinato.pdf
• Dinamica del moto circolare, Forza centripeta
• Esercizio: auto che percorre una curva (FLMP problema 5.13)
• Esercizio per casa: auto su curva parabolica (FLMP problema 5.14 + trattazione in presenza di attrito statico)
• Forze apparenti e moto circolare: forza centrifuga
• Forza elastica, equazione del moto dell’oscillatore armonico, legge oraria del moto armonico
• Analisi del moto armonico, pulsazione e periodo, calcolo di ampiezza e fase iniziale a partire dalle condizioni iniziali
• Esercizio: (FLMP problema 5.10)
• Esercizio per casa: (FLMP problema 5.11)
• Esercizio: massa attaccata ad elastico fatta ruotare in circolo (FLMP problema 5.15)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 5 (5.4.2,5.6,5.7,5.5,5.5.1,5.5.2)
•02/04:
• Pendolo semplice, soluzione per piccole oscillazioni
• Lavoro di una forza: integrale di linea
• Esempi notevoli: lavoro della forza vincolare normale, lavoro di una foza costante, lavoro della forza di attrito, lavoro della forza peso
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 5 (5.5.3), Cap. 6 (6.1,6.1.1,6.1.2,6.1.3,6.1.4)
•04/04:
• Lavoro di forze notevoli: attrito, forza peso, forza elastica
• Teorema dell’energia-cinetica, energia cinetica
• Esempi applicazione teorema energia-cinetica:
• auto che frena: per esempio problema 6.3 (FLMP)
• velocità massima pendolo semplice ricavata a partire dalla soluzione dell’equazione del moto per piccole oscillazioni e a partire dal teorema dell’energia cinetica
• sciatore su pendio
• Potenza
• Forze conservative, forza peso (e forza gravitazionale), forza elastica
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 6 (6.1.3,6.1.4, 6.1.5, 6.2, 6.3), Cap. 7 (7.1, 7.1.1, 7.1.2)
•08/04:
• Conservazione dell’energia meccanica, energia potenziale
• Conservazione energia meccanica
• esempi:
• caduta di un grave (esempi p. 213 FLMP), corpo che scivola su guida (prob. 7.2 p. 213 FLMP)
• giro della morte: (ad esempio problema 7.8 p. 219 FLMP)
• Calcolo di una forza a partire dall’energia potenziale
• Informazioni desumibili dal grafico dell’energia potenziale
• Grafico U e K oscillatore armonico
• Informazioni desumibili dal grafico dell’energia potenziale
• Esercizi per casa: giro della morte, ricavare v(θ), N(θ), con θ angolo del punto materiale rispetto alla verticale
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 7 (7.1, 7.2, 7.2.1, 7.2.2, 7.2.3, 7.3, 7.5)
•09/04:
• Conservazione energia in presenza di forze non conservative
• esempio: problema 7.9 p. 223 FMLP
• Esercizi:
• blocco con molla su piano scabro
• pistone verticale e molla (LBST 4.11. oppure simile)
• punto materiale su successione di piani inclinati con e senza attrito (LBST)
• blocco con molla su piano inclinato
• per casa: pendolo asimmetrico (LBST)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 7 (7.4)
•11/04:
• Esercizi:
• pendolo asimmetrico (LBST)
•15/04:
• Primo Esonero (testi e soluzioni)
•16/04:
• Soluzione compiti esonero
• Dinamica dei sistemi di punti materiali: introduzione, gradi di libertà e corpo rigido
• Quantità di moto e seconda legge della dinamica
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 8 (8.1)
•23/04:
• Moto di un sistema di punti materiali: prima equazione cardinale della meccanica
• Conservazione della quantità di moto
• Esempio: uomo su lago ghiacciato o cannone che rincula: prob. 8.2 p. 241 FLMP
• Centro di massa di un sistema di punti materiali, estensione al continuo
• Teorema del centro di massa
• Moto del centro di massa
• Esempio: proiettile che frammenta prob. 8.11 p. 256 FLMP
• Esempi: spiegazione di perché non è possibile sollevarsi tirandosi per i propri capelli e delle “magie” del mago Dynamo.
• Riferimenti bibliografici: (FMLP) Cap. 8 (8.1, 8.3, 8.4, 8.4.1, 8.5)
•29/04:
• Sistema di riferimento del laboratorio e sistema del centro di massa
• Energia cinetica di un sistema di punti materiali: teorema di Koenig
• Teorema dell’energia cinetica per un sistema di punti materiali e per un corpo rigido in traslazione
• Esercizi:
• problema 8.17 p. 275 (FLMP)
• punto materiale che scivola su blocco mobile: LBST 5.5
• Per casa: punto materiale che risale su blocco mobile LBST 5.5 (parte due)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 8 (8.5 (p. 253), 8.6, 8.9, 8.10)
•30/04:
• Impulso di una forza, forze impulsive e cenni teorema dell’impulso
• Urti: conservazione quantità di moto totale, urti elastici e anelastici
• Esempi di urti centrali 1D:
• elastico: generale, tra masse uguali, contro una parete e con proiettile massivo
• totalmente anelastico
• Urti totalmente anelastici e massima dissipazione di energia in un urto
• Moto del centro di massa nell’urto
• Esercizio: pendolo balistico FMLP problema 8.13 p. 269
• Per casa: urto contro una molla (LBST) 5.17
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 8 (8.2, 8.7, 8.8, 8.8.1, 8.8.2)
•06/05:
• Svolgimento esercizio urto contro una molla (LBST) 5.17
• Moto di un corpo rigido: introduzione moto del CM + moto di rotazione intorno ad un asse passante per il CM
• Rotazione di un corpo rigido e momento di una forza
• Richiami sul prodotto vettoriale
• Coppia di forze
• Condizioni di equilibrio di un corpo rigido, dimostrazione che le condizioni di equilibrio non dipendono dalla scelta del polo per calcolare i momenti
• Risultante della forza peso applicata al CM, risultante della reazione vincolare (esempio torre di Pisa)
• Esercizio: scala appoggiata ad una parete FLMP problema 9.4 p. 298 domanda (a)
• Per casa: FLMP problema 9.4 p. 298 domanda (b)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 9 (9.1, 9.2, 9.3, 9.4)
•07/05:
• Momento angolare o della quantità di moto per un punto materiale
• Esercizi:
• momento angolare di un punto materiale che ruota, e in moto traslatorio
• problemi 10.1 e 10.2 p. 312/313 (FLMP)
• Seconda equazione cardinale per un sistema di punti materiali
• Esercizio:
• pendolo balistico inclinato: 10.6 p. 323 (FLMP)
• Facoltativo per casa: Leggi di Keplero: capitolo 10.2 FLMP
• Esercizio per casa: urto contro pallina vincolata a bacchetta rotante
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 10 (10.1, 10.3)
•09/05:
• Rotazione di un corpo rigido intorno ad un asse fisso
• cinematica moto di rotazione
• energia cinetica di rotazione
• momento di inerzia
• momento angolare
• seconda equazione cardinale della meccanica
• conservazione momento angolare: esempio pattinatrice su ghiaccio
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 10 (10.4, 10.4.1,10.4.2,10.4.3, 10.4.4, 10.4.5)
•13/05:
• Richiami sulla seconda equazione cardinale per un corpo rigido che ruota intorno ad un asse fisso
• Cenni sul teorema degli assi principali di inerzia
• Componente lungo l’asse di rotazione del momento delle forze esterne
• Esercizi:
• carrucola reale con filo: FMLP 10.9 p. 340 (+nota sull’uso della conservazione dell’energia
• per ricavare la velocità con cui la massa tocca il suolo)
• pendolo fisico (o composto): FLMP p. 341
• urto elastico su sbarra rotante: EsercizioUrtoSbarrettaRotante.pdf
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 10 (10.4.5)
•14/05:
• Quando si conserva la quantità di moto totale e quando si conserva il momento angolare totale in un urto di un proiettile su un corpo rigido
• Teorema dell’energia cinetica per un corpo rigido in rotazione intorno ad un asse fisso
• Esercizi:
• urto elastico su sbarra rotante: EsercizioUrtoSbarrettaRotante.pdf
• disco rotante con forza di attrito frenante: EsercizioDiscoFrenato.pdf
• esercizi: FMLP 9.11, 9.13, 10.10 (usando la conservazione dell’energia),
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 10 (10.4.6)
•16/05:
• Esercizi riepilogo meccanica dei sistemi
•20/05:
• Secondo Esonero (testi e soluzioni)
•21/05:
• Soluzione compiti esonero
• Introduzione alla termodinamica: definizioni, sistema termodinamico, variabili e funzioni di stato
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 12 (12.1)
•27/05:
• Temperatura: definizione, scale termometriche, misura della temperatura
• Dilatazione termica: di volume, lineare
• Esempi: problema FMLP 12.5 (p 430), problema 12.7 (p 432)
• Pressione, unità di misura, calcolo della pressione atmosferica che agisce sulla mano di un uomo
• Misura della pressione: manometri
• Trasformazioni termodinamiche, gas perfetti
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 12 (12.1.1, 12.1.2, 12.1.3, 12.2, 12.3, 12.4)
•28/05:
• Equazione di stato dei gas perfetti, costante dei gas e costante di Boltzman. Limite di validità dell’equazione dei gas perfetti e cenni ai gas reali.
• Trasformazioni termodinamiche, esempi di trasformazioni isobara, isocora, isoterma per un gas perfetto: leggi di Gay-lussac e Boyle-Mariotte
• Esempi: problemi FMLP 12.8 e 12.10 (p. 441), 12.13 (p. 447)
• Miscele: legge di Dalton
• Calore, capacità termica, calore specifico, calore specifico molare
• Cambiamenti stato, calore latente
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 12 (12.5, 12.5.1, 12.5.2), Cap. 13 (13.1, 13.1.1, 13.1.2, 13.2)
•30/05:
• Teoria cinetica dei gas
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 12 (12.6, 12.6.1, 12.6.2, 12.6.3, 12.6.4, 12.6.5)
•03/06:
• Lavoro termodinamico, rappresentazione grafica
• Esempi di lavoro in alcune trasformazioni termodinamiche caratteristiche: ciclo, isocora, isobara, isoterma
• Lavoro in trasformazioni irreversibili
• Esercizi: FLMP 14.2, 14.3 (p. 518)
• Primo principio della termodinamica, energia interna
• Energia interna in trasformazioni particolari: trasformazioni adiabatiche, isocore, trasf. cicliche, espansione libera
• Esercizi: FLMP 14.4 (p. 524)
• Esercizi per casa: FMLP 14.2 e 14.5
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 14 (14.1, 14.1.1, 14.2, 14.2.1, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6)
•04/06:
• Calori specifici molari di un gas perfetto a V=costante e p=costante
• Variazione energia interna di un gas perfetto
• Esercizi: FMLP 14.6 (p. 536) e 14.10 (p539)
• Variazione di energia interna in solidi/liquidi e nelle trasformazioni di fase
• Trasformazioni adiabatiche di un gas perfetto
• Esercizi per casa: FMLP 14.7, 14.8, 14.9, 14.11 (p. 537-541), 14.12, 14.13 (p545)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 14 (14.7, 14.7.2, 14.7.3, 14.8, 14.8.1)
•06/06:
• Processi irreversibili ed entropia:
• entropia e disordine, definizione di Boltzman in termini di numero di microstati del sistema (cenni)
• definizione termodinamica dell’entropia come funzione di stato
• variazione entropia per i gas perfetti: esempi isoterma reveresibile, espansione libera, adiabatica, isocora, isobara
• Variazione entropia per solidi e liquidi e nei cambiamenti di stato
• Macchine termiche, rendimento di una macchina termica (motori termici)
• Macchina termica ideale: il ciclo di Carnot
• lavoro e calore scambiati nel ciclo di Carnot, rendimento
• rendimento del ciclo di Carnot calcolato tramite l’entropia
• Teorema di Carnot (solo enunciato)
• Riferimenti bibliografici: (FLMP) Cap. 15 (15.13, 15.4, 15.4.1, 15.1, 15.2, 15.5, 15.10)
•17/06:
• Esercizi riepilogo:
• FLMP: 14.14 e 14.18 p. 550-551
• FLMP: 15.2 p. 556
• FLMP: 15.11 p. 590
• FLMP: 15.23 p. 612.
•18/06:
• esercizi vari di riepilogo
•24/06:
• Terzo Esonero: testi e soluzioni
•09/07:
• Prima prova scritta e recupero esoneri: testo e soluzioni
• scritto_FIS1CHI_09072014.pdf
•21/07:
• Seconda prova scritta e recupero esoneri: testo e soluzioni
• scritto_FIS1CHI_21072014.pdf
•10/09:
• Terza prova scritta e recupero esoneri: testo
•22/09:
• Quarta prova scritta e recupero esoneri: testo