Topic outline
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ECCO I RISULTATI DEL COMPITO DEL 30-1-2020.Il primo compitino di Fisica generale si terrà il giorno 14 febbraio 2020 nelle aule B11 e B21 e inizierà alle ore 9. ATTENZIONE MOLTO IMPORTANTE !!!! : Gli studenti sono pregati di iscriversi in rete prima possibile e, comunque, non oltre il 16 gennaio in modo che io possa decidere per tempo come suddividere gli studenti fra le due aule e avvertirli in questa stessa sezione della mia pagina e-learning,
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Programma Fisica Generale I Ing. Civile-Ambientale ed Edile
Introduzione Grandezze fisiche, Campioni di lunghezza, massa e tempo. Errori di misura, cifre significative, cenni alla propagazione degli errori. Grandezze Scalari e vettoriali. Operazioni con vettori. Sistemi di Coordinate ( Cartesiane, polari e cilindriche). Vettori in coordinate cilindriche.
Cinematica del punto materiale. Definizione di punto materiale. Legge oraria, velocità e accelerazione. Moto unidimensionale rettilineo ed uniforme e uniformemente accelerato. Moto in piu' dimensioni. La traiettoria e l'accelerazione tangenziale e centripeta. Moto uniformemente accelerato ( parabolico), moto circolare uniforme e uniformemente accelerato. Parametri caratteristici del moto circolare ed uniforme ( periodo, frequenza, velocità angolare). Trasformazioni di Galileo fra riferimenti in moto: la velocità relativa e l'accelerazione relativa.
I principi di Newton. Le 3 leggi di Newton e il concetto di riferimento inerziale. Il concetto di forza e le forze fondamentali in natura. L'interazione gravitazionale e la forza peso. La forza elettrostatica di Coulomb: la carica elettrica e la quantizzazione della carica. Forze a distanza e forze di contatto. La reazione vincolare, la forza di attrito statico e dinamico, la forza di attrito viscoso, la forza elastica. L'equazione del moto ed il Problema fondamentale della Dinamica: alcuni esempi di soluzione dell'equazioni del moto. Sistemi di riferimento accelerati e forze apparenti.
Il lavoro e L'energia. Lavoro di una forza. Energia cinetica e il Teorema dell'energia cinetica. Potenza di una forza. Definizione di Forze Conservative. L'energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, elastica ed elettrostatica. L'Energia Meccanica e il Teorema di conservazione dell'energia meccanica. Il lavoro delle forze non conservative.
Dinamica rotazionale del punto materiale. Momento di una forza rispetto ad un polo e momento della quantità di moto ( o momento angolare) rispetto ad un polo. Il momento di inerzia di un punto materiale rispetto ad un asse. Legame fra momento della quantità di moto e momento angolare. Analogia formale e corrispondenze fra equazioni del moto traslatorio e del moto rotatorio.
Dinamica dei Sistemi di corpi. Sistemi discreti e sistemi continui: densità di massa di volume, di superficie e lineare. La quantità di moto totale del sistema. Il centro di massa. Legame fra velocità del centro di massa e quantità di moto totale. La I Equazione Cardinale della dinamica dei sistemi. Il principio di conservazione della quantità di moto. Equazione del moto per il centro di massa. L'impulso di una forza e la forza media. Il teorema dell'Impulso. Forze impulsive e non. Urti elastici ed anelastici fra corpi. Il pricipio dell'aereo a reazione. Il momento totale della quantità di moto di un sistema. La II Equazione Cardinale della dinamica dei sistemi. La conservazione del momento totale della quantità di moto. Poli rispetto ai quali vale la II equazione cardinale. ( punti fissi o centro di massa).
Cenni alle proprietà del corpo rigido. Moto rotatorio di un corpo rigido. Il vettore velocità angolare e il suo legame con la velocità in un generico punto. Il momento angolare di un corpo rigido che ruota attorno ad un asse. Il momento di inerzia di un corpo rigido rispetto ad un asse.
Il momento di inerzia di una barretta e di un cilindro. Il Teorema di Steiner degli Assi Paralleli. Energia cinetica di un corpo rigido ruotante. Il moto rototraslatorio di un corpo rigido. Legame generale fra velocità di un punto del corpo rigido, velocità di un altro punto e velocità angolare. L'energia totale di un corpo rigido che compie un moto rototraslatorio : energia cinetica di traslazione + energia cinetica di rotazione. Il rotolamento puro: definizione ed esempi.
Elementi di Termodinamica. La pressione. La pressione nei fluidi. La legge di Stevino e la legge di Archimede. Temperatura e termometri. Le scale termometriche principali. Dilatazione termica. Coefficienti di dilatazione termica volumica, di superficie o lineare e loro legame. Il concetto di calore, il calore specifico, la capacità termica e il calore latente. Equivalenza fra calore e lavoro. Il gas perfetto e l'equazione di stato. Cenni alla teoria cinetica dei gas ed interpretazione microscopica della temperatura. Il lavoro fatto da un gas. Il primo principio della termodinamica e sua applicazione alle trasformazioni di un gas perfetto ( isoterma, adiabatica, isocora, isobara). Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Il secondo principio della Termodinamica. Il ciclo di Carnot. La Macchina di Carnot e il suo rendimento. La pompa di calore e il frigorifero. L'Entropia. L'entropia nei gas perfetti. Esempi.
Testi alternativi consigliati:
Serway-Jewett: Fisica per Scienze ed Ingegneria Volume I ( Edises)( quinta edizione)
oppurePaul A. Tipler Gene Mosca: Corso di Fisica per Scienze ed Ingegneria Volume I ( Zanichelli)( quarta edizione italiana).
va bene anche Serway-Beichner: Fisica per Scienze ed Ingegneria Volume I ( Edises)( Terza edizione o successive).
Tutti gli argomenti sviluppati a lezione si trovano anche nelle Dispense del prof. Faetti (I parte) presso la Copisteria il Campano e nelle ulteriori dispense integrative in questa pagina su http:// elearn.ing.unipi.it ( voce:Lezioni moto del corpo rigido e termodinamica ).Le dispenze alternative sul moto del corpo rigido e sulla termodinamica si trovano anche raccolte in un volume alla Copisteria il Campano ( II parte). Gli esercizi di esame con soluzione del corso dati negli ultimi anni si trovano in questa pagina elearn. Altri esercizi similari si trovano nel volumetto di esercizi d'esame del corso per Ingegneria Informatica tenuto dal prof. Faetti diversi anni fa che si trovano raccolte in un volumetto presso la copisteria il Campano. Possono essere utili anche gli esercizari di uno dei testi consigliati.
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Modalità Esame Scritto:
L'esame consiste in un compito scritto e, in caso di esito favorevole, in un successivo colloquio orale. Per partecipare allo scritto, lo studente si deve iscrivere almeno 5 giorni prima della data dello scritto, cercando nella home page della facoltà la casella PRENOTAZIONE ESAMI selezionando l'esame di interesse. Il giorno dello scritto, lo studente deve portare una calcolatrice per effettuare i calcoli numerici. Non possono essere portati allo scritto nè libri di testo nè libri di esercizi nè dispense o appunti. Gli studenti possono portare al massimo due fogli formato A4 o un foglio protocollo sulle cui pagine possono essere scritte le formule principali di matematica o fisica che gli studenti ritengano utili ai fini dello scritto. Dopo la conclusione dello scritto,il testo e le soluzioni degli esercizi vengono inseriti nella pagina e-learning. Gli studenti sono sollecitati a controllare le loro soluzioni con quelle riportate nella pagina e-learning. Nel caso che alcuni degli studenti giudichino la loro prova totalmente insufficiente, essi sono sollecitati a mandare un e-mail all'indirizzo sandro.faetti@unipi.it ENTRO 6 ore dalla fine della prova scritta per richiedere che il loro elaborato non venga corretto.
Modalità esame orale:
Gli studenti che abbiano riportato una votazione uguale o superiore al 18 sono AMMESSI a sostenere la prova orale. Gli studenti che abbiano riportato una votazione inferiore a 18 ma uguale o superiore a 15 vengono AMMESSI CON RISERVA. Questi ultimi si possono presentare alla prova orale ma potranno accedervi solo dopo che avranno risposto ad un certo numero di quesiti scritti. Per rispondere a tali quesiti scritti, gli studenti avranno a disposizione un tempo di 2 ore. Per tale prova non può essere utilizzato nessun testo, nessun appunto e neppure i due fogli con le principali formule utilizzati per la prova scritta. Non serve neppure il calcolatore. Lo studente dovrà portare solo una o più penne.
Uno studente che è stato AMMESSO o AMMESSO CON RISERVA ad un dato appello di una data sessione ( estiva, autunnale o invernale) può presentarsi all' orale dello stesso appello o a quello di un qualunque altro appello della stessa sessione. Se lo studente si presenta ad un orale senza superarlo, lo scritto deve essere ripetuto nuovamente in un altro appello.
RICEVIMENTO STUDENTI:GIOVEDI' mattina ore 9.15-13 presso il DIPARTIMENTO DI FISICA in Largo Bruno Pontecorvo ( dove ci sono le segreterie didattiche di Facoltà). Chi è interessato deve prenotarsi mandando una e-mail all'indirizzo faetti@df.unipi.it. Il giorno di ricevimento viene fissato con gli studenti all'inizio di ogni semestre ( dipende dall'orario) e, quindi, è soggetto a modifiche.
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Lezioni moto del corpo rigido e termodinamica
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compiti fisica generale I e Fisica Generale
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COMPITINI 2013
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vengono allegati i risultati dell'ultimo compito e i testi e le soluzioni del compito. L'iscrizione all'orale viene fatta il giorno stesso dell'orale in aula. Gli ammessi con riserva dovranno rispondere preventivamente ad alcune domande scritte. Chi e' ammesso al compito puo' fare l'orale in uno qualunque degli appelli di questa sessione. Se il compito viene fatto nell'ultimo appello di una data Sessione, l'orale puo' essere anche fatto nel primo appello della Sessione successiva.
L'orale è il giorno Martedi' 23 Febbraio ore 9 aula F03