L’ obiettivo principale del Corso Fisica I è di fornire allo studente una solida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto principalmente attiene alla meccanica, all’elettrostatica e alla termodinamica. A tale scopo, il Corso mira a dotare gli studenti dei necessari strumenti culturali e metodologici.

- Conoscenza e capacità di comprensione (acquisizione delle basi teoriche e sperimentali della meccanica, dei fondamenti di elettrostatica e della termodinamica e comprensione critica delle loro leggi; avvio alla comprensione del metodo scientifico, della natura e delle modalità della ricerca in Fisica). - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità di identificazione degli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario; capacità di applicazione delle leggi e delle teorie a situazioni concrete mediante la risoluzione di problemi).

Il Corso presuppone che gli studenti conoscano gli argomenti trattati nel corso di Analisi Matematica I, in particolare l'utilizzo del calcolo differenziale ed integrale. Sono inoltre necessarie nozioni di trigonometria e una conoscenza di base del calcolo vettoriale

INTRODUZIONE Il metodo sperimentale e le grandezze fisiche. L’operazione di misurazione. Dimensioni delle osservabili fisiche e unità di misura. Tipi di incertezze sperimentali e propagazione delle incertezze. CINEMATICA del punto. Richiami di calcolo vettoriale. Sistemi di riferimento. Posizione e spostamento, velocità, accelerazione in una e più dimensioni. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto vario. Moto in coordinate polari e cilindriche. Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). Moto circolare ed altri esempi. Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. DINAMICA del punto. Leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in natura. Forze centrali. Forza di gravità. Forza di Coulomb. Forza elastica. Forze vincolari. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’ inerzia o apparenti. Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni. Oscillatore armonico: moto armonico semplice, moto armonico smorzato e forzato. Risonanza. Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Legge di Gravitazione e Legge di Coulomb. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. Legge di Coulomb e carica. Principio di sovrapposizione degli effetti. Campo gravitazionale e campo elettrostatico. Linee di campo e flusso. Potenziale gravitazionale e potenziale elettrostatico. Teorema di Gauss per il campo gravitazionale e per il campo elettrostatico. Distribuzioni a simmetria sferica ed altri esempi. DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità a di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa e teoremi di Koenig. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici e anelastici di I e II specie. DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. Definizione di corpo rigido. Corpo rigido in pura traslazione. Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Energia cinetica di un corpo rigido. Moto di rotolamento senza e con strisciamento. Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI. Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino. Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli. Esempi ed applicazioni. Cenni sul moto viscoso. TERMODINAMICA: calorimetria, I principio e gas perfetti. Termometria, trasmissione del calore. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Calorimetria. Gas perfetti. Teoria cinetica dei gas, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni isoterme e adiabatiche). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.

Il Corso consta di lezioni ed esercitazioni in aula, nonché di esercitazioni di laboratorio.

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma di questo corso e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla soluzione di esercizi. - L’esame è composto da una prova scritta (su piattaforma informatica di ateneo integrata con strumento di proctoring) e una successiva prova orale, entrambe obbligatorie. - La prova scritta sarà articolata nel seguente modo: a) test con domande a risposta multipla; b) soluzione di due problemi strutturati, con domande aperte. Entrambe le prove, test e problemi, possono spaziare su tutti gli argomenti del corso (fa fede il programma ufficiale del corso). - Le parti a) e b) saranno entrambe eseguite sulla piattaforma informatica, senza soluzione di continuità, in uno dei giorni dell’appello. - Il test a) è a soglia. Il mancato superamento della soglia comporta la bocciatura. In ogni caso, sarà consentito allo studente di completare lo scritto con la prova b), anche se i problemi saranno corretti solo se la soglia sul test è stata superata. - Se la soglia sul test è superata, si considera la prova scritta nel suo insieme [a)+b)], ed entrambe le parti concorreranno alla formazione del voto dello scritto. Con un voto complessivo maggiore o uguale a 16/30 si potrà accedere alla prova orale. - La prova orale sarà calendarizzata nei giorni seguenti allo scritto e verrà tenuta mediante strumento Virtual Classroom o simili. Lo studente (che ha superato lo scritto) potrà sostenere l'esame orale nella stessa sessione o in una sessione successiva, fino all'appello di settembre, compreso. - All'orale potrà essere valutata l'eventuale relazione di laboratorio (facoltativa), che potrà pesare sul voto fino ad un massimo di +/- 2/30.

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma di questo corso e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla soluzione di esercizi. - L’esame è composto da una prova scritta e una successiva prova orale, entrambe obbligatorie. - Regole e durate dell’esame sono le stesse sia per l’esame in remoto che per l’esame in presenza. L’esame scritto in remoto verrà effettuato tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo integrata con strumenti di proctoring, l’esame orale in remoto verrà effettuato in Virtual Classroom o su piattaforme analoghe. L’esame scritto e orale in presenza verrà effettuato in aula e nei laboratori informatici. - La prova scritta sarà articolata nel seguente modo: a) test con domande a risposta; b) soluzione di due problemi strutturati, con domande aperte. Entrambe le prove, test e problema, possono spaziare su tutti gli argomenti del corso (fa fede il programma ufficiale del corso). - Il test a) è a soglia. Il mancato superamento della soglia comporta la bocciatura. In ogni caso, sarà consentito allo studente di completare lo scritto con la prova b), anche se i problemi saranno corretto solo se la soglia sul test è stata superata. - Se la soglia sul test è superata, si considera la prova scritta nel suo insieme [a)+b)], ed entrambe le parti concorreranno alla formazione del voto dello scritto. Con un voto complessivo maggiore o uguale a 16/30 si potrà accedere alla prova orale. - La prova orale sarà calendarizzata nei giorni seguenti allo scritto. Lo studente (che ha superato lo scritto) potrà sostenere l'esame orale nella stessa sessione o in una sessione successiva, fino all'appello di settembre, compreso. - All'orale potrà essere valutata l'eventuale relazione di laboratorio (facoltativa), che potrà pesare sul voto fino ad un massimo di +/- 2/30.