Insegnamento FISICA A
| Nome del corso di laurea | Ingegneria informatica ed elettronica |
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| Codice insegnamento | A003460 |
| Curriculum | Ingegneria elettronica |
| Docente responsabile | Francesco Cottone |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Base |
| Ambito | Fisica e chimica |
| Settore | FIS/01 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Cinematica del punto materiale. Dinamica del punto materiale, dei sistemi di punti e del corpo rigido. Statica dei corpi rigidi. Oscillazioni ed Onde. Gravitazione. Cenni alla meccanica dei fluidi. Termodinamica, calore, primo principio, teoria cinetica dei gas, entropia e secondo principio. |
| Testi di riferimento | David Halliday-Robert Resnick-Jearl Walker - Fondamenti di Fisica. Meccanica, Onde, Termodinamica. Settima edizione. Casa Editrice Ambrosiana. Zanichelli. Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica, Meccanica e termodinamica, EdiSes |
| Obiettivi formativi | Acquisizione delle conoscenze teoriche delle leggi fondamentali della meccanica classica e della termodinamica. Capacità di applicazione delle conoscenze teoriche nella risoluzione di semplici problemi relativi alla dinamica del punto materiale, dei sistemi di punti e del corpo rigido, nella teoria dei gas e dei principi della termodinamica. Comprensione di fenomeni fondamentali della dinamica di sistemi di punti materiali e corpi rigidi. Comprensione dei principi fondamentali della termodinamica, della fisica dei gas e del funzionamento delle macchine termiche. |
| Prerequisiti | Le conoscenze matematiche raccomandate includono: calcolo algebrico, elementi di calcolo differenziale e integrale, trigonometria, elementi di calcolo vettoriale. Questi argomenti vengono trattati nei corsi di Analisi Matematica 1 e Geometria 1. |
| Metodi didattici | Lezioni teoriche in aula. Esercitazioni seguite dal docente o dal tutor. Animazioni e simulazioni al computer di fenomeni fisici. Esempi di esperimenti. Seminari. Esercizi da svolgere a casa. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova scritta della durata di due ore, volta alla verifica della capacità dello studente di risolvere 3 esercizi. Nello stesso giorno o in data successiva (a scelta dello studente) seguirà una seconda prova scritta, della durata di un'ora, durante la quale lo studente dovrà rispondere in forma aperta a domande di carattere generale. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | MECCANICA 1. Introduzione al corso Presentazione del corso, Cos’è la fisica, definizione cenni storici. Il metodo Sperimentale. La fisica classica e moderna. 2. Grandezze fisiche, le misure e i vettori Grandezze fisiche ed il sistema internazionale di unità di misura. Precisione, cifre significative ed analisi dimensionale. Potenze di 10. L’Universo per ordini di grandezza. 3. Vettori e scalari Proprietà, modulo, direzione e verso, principali operazioni tra i vettori, somma, sottrazione, prodotto scalare e vettoriale. Prodotti misti e dimostrazioni. 4. Cinematica Il moto in una dimensione. Vettore posizione, velocità ed accelerazione. Cinematica unidimensionale, moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato. 5. Moto in più dimensioni e moti relativi. Moto dei proiettili, resistenza del mezzo (cenni), moto curvilineo, moto circolare uniforme. Sistemi inerziali, moto relativo e trasformazioni di Galileo. 6. Forze e leggi di Newton Cenni storici. Definizione di forza, massa e peso. Le leggi di Newton. Le interazioni fondamentali in natura. Forze di attrito, forza gravitazionale, forze elettriche e magnetiche, tensioni. Forze dipendenti dal tempo. Forma vettoriale delle leggi di Newton in 3 dimensioni. Applicazioni delle leggi di Newton: moto unidimensionale, dinamica del moto circolare uniforme, moto oscillatorio armonico. Legge di Hooke. Sistemi di riferimento non inerziali e forze fittizie. 7. Lavoro ed energia meccanica. Lavoro di una forza. Forze conservative ed energia potenziale. Teorema dell’energia cinetica. Conservazione dell’energia meccanica totale. Lavoro di forze non conservative. 8. Sistemi di particelle. Il moto di un sistema di particelle. Sistemi di due particelle e più particelle. Centro di massa si un sistema finito di particelle e di un corpo solido. Conservazione della quantità di moto per un sistema di particelle e leggi di Newton. Energia cinetica e teorema di König. 9. Urti fra particelle. Definizione di urto tra due corpi. Impulso. Conservazione della quantità di moto e dell’energia. Urti elastici e anelastici. Coefficiente di restituzione. Urti centrali fra due corpi. Urti in 2 dimensioni. 10. Cinematica e dinamica dei moti rotatori. Moto rotatorio. Variabili rotazionali vettoriali. Relazioni fra variabili lineari ed angolari. Momento angolare di una particella. Sistemi di particelle. Momento e velocità angolari. Conservazione del momento angolare. Momento torcente di una particella. Momento d’inerzia di una sistema di particelle e di corpo esteso. Momento torcente dovuto alla gravità. Dinamica dei corpi rigidi con un asse fisso. Moti roto-traslatori. Esempi di trottola e giroscopio. Energia cinetica di un corpo in rotazione e traslazione. 11. Meccanica dei fluidi. Stati della materia. Statica dei fluidi: la pressione in un fluido. Principio di Pascal e legge di Stevino. Principio di Archimede. Esempi ed applicazioni dell’idrostatica. Dinamica dei fluidi, generalità. Fluidi ideali: le equazioni del moto. Equazioni di continuità. Flusso stazionario, teorema di Bernoulli. Applicazioni sui fluidi stazionari. Cenni sulla dinamica dei fluidi reali: viscosità, moto laminare e legge di Poiseuille, il numero di Reynolds. Moto in un fluido, resistenza del mezzo. TERMODINAMICA 12. Temperatura, calore a primo principio della termodinamica. Temperatura. Le scale Celsius e Fahrenheit. Dilatazione termica. Assorbimento del calore. Primo principio della termodinamica. Trasmissione del calore. 13. Teoria cinetica dei gas Numero di Avogadro. Gas ideali. Pressione, temperatura e velocità quadratica media. Energia cinetica traslazionale. Libero cammino medio. Distribuzione delle velocità molecolari. Calori specifici per un gas perfetto. Gradi di libertà e calore specifico molare. Espansione adiabatica di un gas ideale. 14. Entropia e secondo principio della termodinamica. Entropia. L’entropia nel mondo reale: macchine termiche e macchine frigorifere. Entropia e statistica. |