FISICA I

Anno accademico 2022/2023 - Docente: Giuseppe POLITI

Risultati di apprendimento attesi

Il corso si prefigge di fornire le nozioni fondamentali del metodo scientifico e di far maturare delle adeguate conoscenze dei fondamenti della meccanica. Inoltre, mediante la risoluzione di esercizi, mira a preparare gli studenti alla risoluzione di problemi concreti riguardanti la cinematica e la dinamica

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali di teoria (4 CFU)

Esercitazioni sugli argomenti trattati ed esercitazioni generali di riepilogo analoghe agli esami scritti (2 CFU)

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto scritto, al fine di rispettare il programma previsto.

Prerequisiti richiesti

Concetti matematici di base

Frequenza lezioni

La frequenza al corso è di norma obbligatoria (consultare il Regolamento Didattico del Corso di Studi)

Contenuti del corso

Il metodo sperimentale. Misure dirette ed indirette. Il Sistema Internazionale delle unità di misura. Grandezze vettoriali. Operazioni tra vettori. Componenti dei vettori. Prodotto di vettori: prodotto scalare, prodotto vettoriale.

Cinematica in una dimensione. Posizione e spostamento. Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione. Moto uniformemente accelerato. Moto di caduta libera.

Cinematica in tre dimensioni. Posizione e spostamento. Vettore velocità e vettore accelerazione. Moto di un proiettile. Moto circolare uniforme. Moto circolare vario.

Dinamica. La prima legge di Newton. Forza. Massa. La seconda legge di Newton. La terza legge di Newton. Statica di un punto materiale. Esempi di forze. Attrito statico ed attrito dinamico. Dinamica del moto circolare uniforme.

Lavoro ed energia. Energia cinetica. Teorema delle forze vive. Potenza. Campi di forze conservative. Energia potenziale. Energia meccanica. Conservazione dell’energia meccanica.

Sistemi di particelle. Centro di massa. Quantità di moto di una particella e di un sistema di particelle. Conservazione della quantità di moto. Momento angolare di una particella e di un sistema di particelle. Momento meccanico. Conservazione del momento angolare.

Moto di un corpo rigido. Rotazione attorno ad un asse fisso. Energia cinetica di rotazione. Momento d’inerzia. Dinamica rotazionale. Momento angolare e sua conservazione.

Fluidi, densità e pressione. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Linee di flusso ed equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Fluidi reali. Viscosità. Forza di resistenza viscosa. Moto di un corpo in un fluido. Fenomeni di superficie, tensione superficiale e capillarità.

Leggi di Kepler. Forze centrali. Legge di gravitazione universale. Energia potenziale gravitazionale. Massa inerziale e massa gravitazionale.

Oscillazioni. Moto armonico semplice e moto circolare uniforme. Moto armonico semplice smorzato. Oscillazioni forzate e risonanza

Testi di riferimento

1) Video lezioni su www.29elode.it

2) D.Halliday, R.Resnick, K.S.Krane - Fisica I   CEA Milano

3) R.A.Serway, R.J. Beichner  - Fisica vol. I  EdiSES Napoli

4) P. Mazzoldi, M.Nigro, C.Voci - Elementi di Fisica  EdiSES Napoli

5) P.A.Tipler, G.Mosca - Corso di Fisica vol. 1  Zanichelli

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Il metodo sperimentale. Misure dirette ed indirette. Il Sistema Internazionale delle unità di misura. Grandezze vettoriali. Operazioni tra vettori. Componenti dei vettori. Prodotto di vettori: prodotto scalare, prodotto vettoriale
2Cinematica in una dimensione. Posizione e spostamento. Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione. Moto uniformemente accelerato. Moto di caduta libera.
3Esercitazioni su punti 1 e 2
4Cinematica in tre dimensioni. Posizione e spostamento. Vettore velocità e vettore accelerazione. Moto di un proiettile. Moto circolare uniforme. Moto circolare vario.
5Esercitazioni sul punto 4
6Dinamica. La prima legge di Newton. Forza. Massa. La seconda legge di Newton. La terza legge di Newton. Statica di un punto materiale. Esempi di forze. Attrito statico ed attrito dinamico. Dinamica del moto circolare uniforme.
7Esercitazioni sul punto 6
8Lavoro ed energia. Energia cinetica. Teorema delle forze vive. Potenza. Campi di forze conservative. Energia potenziale. Energia meccanica. Conservazione dell’energia meccanica.
9Esercitazioni sul punto 8
10Sistemi di particelle. Centro di massa. Quantità di moto di una particella e di un sistema di particelle. Conservazione della quantità di moto.
11Esercitazioni sul punto 10
12Momento angolare di una particella e di un sistema di particelle. Momento meccanico. Conservazione del momento angolare.
13Esercitazioni sul punto 12
14Moto di un corpo rigido. Rotazione attorno ad un asse fisso. Energia cinetica di rotazione. Momento d’inerzia.
15Dinamica rotazionale del corpo rigido. Momento angolare e sua conservazione.
16Esercitazioni sui punti 14 e 15
17Fluidi, densità e pressione. Legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede. Linee di flusso ed equazione di continuità. Teorema di Bernoulli.
18Esercitazioni sul punto 17
19Fluidi reali. Viscosità. Forza di resistenza viscosa. Moto di un corpo in un fluido. Fenomeni di superficie, tensione superficiale e capillarità.
20Esercitazioni sul punto 19
21Leggi di Kepler. Forze centrali. Legge di gravitazione universale. Energia potenziale gravitazionale.
22Oscillazioni. Moto armonico semplice e moto circolare uniforme. Moto armonico semplice smorzato. Oscillazioni forzate e risonanza.
23Esercitazioni sui punti 21 e 22

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto (2 ore) con esercizi analoghi a quelli svolti in aula

Colloquio orale (qualche giorno dopo l'esame scritto) su tutti gli argomenti del programma

Date disponibili sul sito del DSC e sul portale esami 

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Esami scritti anni precedenti presenti su studium

Esempi di argomenti, elenco rappresentativo e non esaustivo

1 Conservazione quantità di moto

2 Conservazione energia

3 Principi della dinamica

4 Conservazione momento angolare

5 Forze conservative e conservazione energia

6 Energia cinetica rotazionale

7 Legge di Archimede 

8 Teorema di Bernoulli

9 Forze di attrito

10 Centro di massa