Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2007/08
13AXOEW, 13AXOFG, 13AXOJC
Fisica I
Corso di Laurea in Ingegneria Civile Per La Gestione Delle Acque - Mondovi'
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Mondovi'
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Mondovi'
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Tagliaferro Alberto ORARIO RICEVIMENTO AC FIS/03 56 28 28 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/01 7.5 A - Di base Fisica e chimica
Obiettivi dell'insegnamento
Si tratta di un corso di base, il cui obiettivo è presentare le leggi fondamentali della meccanica classica del punto materiale, dei sistemi di punti materiali e della termodinamica, e di mettere lo studente in condizione di risolvere semplici problemi nei quali venga richiesta l'applicazione di queste leggi. La trattazione fa uso dei risultati sul calcolo differenziale e integrale appresi nel corso di Analisi Matematica I.
Alle lezioni ed esercitazioni in aula si affiancano le esercitazioni di laboratorio, il cui obiettivo principale è quello di mettere lo studente di fronte al problema della misura di grandezze fisiche e dell'interpretazione dei dati.
Competenze attese
Padronanza delle leggi della meccanica e della termodinamica. Capacità di risolvere semplici problemi nei quali sia necessario applicare queste leggi.
Prerequisiti
Fondamenti del calcolo differenziale ed integrale.
Programma
- Coordinate cartesiane, polari, cilindriche, sferiche. Moto di un punto in coordinate intrinseche e cilindriche. Posizione, velocità, accelerazione. Moto uniforme. Moto di un punto con accelerazione costante. Moto circolare. Velocità angolare. Moto relativo.
- Sistemi di riferimento inerziali. Principio di Relatività Galileiana. Dinamica del punto. Massa e forza. Leggi di Newton. Forza gravitazionale, coulombiana, elastica. Forza peso. Accelerazione sulla superficie terrestre.
- Studio del moto dal punto di vista formale: la seconda legge di Newton come sistema di equazioni differenziali. Moto dei proiettili. Moto armonico. Moto armonico. Pendolo semplice. Momento di una forza. Momento lineare e angolare. Energia cinetica e potenziale. Energia meccanica e sua conservazione.
- Punto materiale soggetto a vincoli. Attrito statico e dinamico. Moto di un punto materiale su una guida rettilinea o circolare, in assenza e in presenza di attrito. Pendolo semplice. Tensione della fune. St abilità dell'equilibrio (cenni); moto nell'intorno di una posizione di equilibrio stabile.
- Geometria delle masse. Distribuzione discreta e continua delle masse; densità di massa. Centro di massa, momenti d'inerzia. Teorema di Huygens-Steiner.
- Forze interne ed esterne. Equazioni cardinali della dinamica (in particolare della statica). Momento lineare e angolare di un sistema di masse. Conservazione del momento (lineare e angolare). Sistemi rigidi. Distribuzione delle velocità di un sistema rigido. Momento assiale. Moto di un solido girevole attorno a un asse fisso. Assi principali d'inerzia (cenni). Rototraslazione. Centro di istantanea rotazione. Carrucole.
Moti composti. Composizione di velocità e accelerazione. Accelerazione di Coriolis. Dinamica relativa. Forze inerziali. Forza di Coriolis.
- Lavoro. Potenza. Forze conservative e dissipative; energia potenziale. Energia potenziale della forza peso, della forza gravitazionale newtoniana, della forza costante, della forza e lastica. Teorema delle forze vive per un sistema di punti. Conservazione dell'energia meccanica. Energia cinetica di un sistema rigido. Energia cinetica di un solido rotante attorno ad un asse fisso.
- Urti. Forze impulsive. Urti elastici e anelastici.
- Proprietà di un fluido. Incomprimibilità. Pressione. Fluidi ideali; tubi di flusso. Equazione di continuità. Teorema di Bernouilli. Teorema di Stevino. Principio di Archimede. Vasi comunicanti. Viscosità. Portanza.
- Termometria. Calorimetria. Trasformazioni di un sistema termodinamico. Reversibilità e irreversibilità. Gas perfetti; energia interna dei gas perfetti. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo e secondo principio della Termodinamica. Ciclo di Carnot. Rendimento. Secondo principio della Termodinamica. Teorema di Carnot e teorema di Clausius. Entropia. Cenni sull'interpretazione statistica dell'entropia.
Laboratori e/o esercitazioni
- Esercitazioni:
sugli argomenti svolti a lezione.

- Laboratorio:
Grandezze fisiche. Leggi fisiche. Analisi dimensionale. Incertezza intrinseca ed errore. Errore accidentale, sistematico e strumentale. Errore relativo e percentuale. Propagazione degli errori. Valor medio, scarto quadratico medio. Istogrammi. Frequenza normalizzata; densità di frequenza. Cenni sul concetto di probabilità. Teorema del limite centrale. Distribuzione gaussiana.
Pendolo semplice, momento d'inerzia, pendolo di torsione
Bibliografia
Testo di riferimento:
P. Mazzoldi, M. Nigro e C. Voci, Elementi di fisica: meccanica e termodinamica, EdiSES
Appunti a cura del docente; esercizi interattivi al computer.
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
Prova scritta o in laboratorio informatico, seguita da prova orale.
La durata della prova orale dipenderà dalle circostanze. Essa potrà essere molto breve qualora confermi la votazione ottenuta nella prova scritta; in caso contrario la discussione acquisterà maggior durata e importanza, fino a diventare l'elemento preponderante nella valutazione finale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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