Ateneo - UPO

Introduzione alla fisica e richiami, meccanica, fluidostatica e fluidodinamica, termodinamica, elettricità, magnetismo, elettromagnetismo, onde

R. Resnick, D. Halliday "Fisica", CEA D.C.

Giancoli Fisica. Principi e applicazioni. CEA

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica (4a edizione), Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1998

A. Alessandrini, Fisica per le Scienze della Vita, Casa Editrice Ambrosiana, Zanichelli 2023

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentesse-e-studenti-condizione-di-disabilit%C3%A0-e-dsa. Gli/Le studenti/esse con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare il/la docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame ed in merito agli aspetti didattici.

Introduzione

• Richiami di matematica: funzioni, potenze, logaritmi, esponenziali, trigonometria, cenni su derivate e integrali
• Il metodo scientifico
• Grandezze e unità di misura: Sistema Internazionale, analisi dimensionale, multipli e sottomultipli delle unità di misura, notazione scientifica
• Grandezze scalari e vettoriali: piano cartesiano, sistemi di riferimento, scomposizione in componenti, operazioni fra vettori (somma, differenza, prodotto scalare e vettoriale)
• Strumenti e incertezze: strumenti analogici e digitali, cenni sulle caratteristiche degli strumenti, precisione, accuratezza e cenni su cifre significative ed errori

Meccanica

• Cinematica
• Velocità media e istantanea, accelerazione media e istantanea
• Moti rettilinei: moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto di caduta libera
• Moti bidimensionali: moto parabolico
• Moti periodici: moto circolare uniforme, moto armonico semplice
• Dinamica
• Leggi di Newton, sistemi di riferimento inerziali, cenni su sistemi di riferimento non inerziali
• Forza peso: differenza massa-peso
• Reazione vincolare
• Forza di attrito: attrito radente, volvente e viscoso
• Forza elastica: legge di Hooke e moto del sistema massa-molla
• Forza di tensione: moto del pendolo semplice in approssimazione di angoli piccoli
• Lavoro, energia e urti
• Lavoro: lavoro di una forza costante, lavoro di forze variabili, potenza, energia cinetica, teorema delle forze vive, forze conservative e non conservative
• Energia potenziale: definizione, energia potenziale gravitazionale, energia meccanica, conservazione e non conservazione dell’energia meccanica, relazione tra potenziale ed equilibrio, energia potenziale elastica
• Quantità di moto e urti: seconda legge di Newton generalizzata, conservazione della quantità di moto, sistemi di corpi, impulso, urti elastici, anelastici e perfettamente anelastici

Fluidi

• Stati di aggregazione della materia: densità e dipendenza dalla temperatura
• Pressione
• Principio di Pascal
• Legge di Stevino: principio dei vasi comunicanti, pressione atmosferica ed esperimento di Torricelli
• Spinta di Archimede: condizione di galleggiamento
• Forze di coesione e adesione: tensione superficiale e capillarità
• Fluidi ideali: moto laminare e stazionario, portata e legge di continuità
• Teorema di Bernoulli: effetto Venturi, portanza dell’ala, legge di Torricelli,
• Fluidi reali: resistenza idrodinamica, legge di Hagen-Poiseuille, flusso laminare e turbolento, numero di Reynolds, attrito viscoso, legge di Stokes, sedimentazione

Termodinamica

• Temperatura e calore: scale Celsius, Fahrenheit e Kelvin
• Dilatazione termica: dilatazione lineare e volumica
• Capacità termica e calore specifico
• Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento, legge di Fourier per la conduzione, conducibilità termica, legge di Stefan-Boltzmann, spettro di emissione di corpo nero, legge di Wien
• Cambiamenti di stato: calore latente, diagramma delle fasi, punto triplo e temperatura critica
• Gas perfetti: leggi di Boyle-Mariotte, Charles-Gay-Lussac e Gay-Lussac, equazione di stato, teoria cinetica dei gas perfetti, relazione temperatura-energia cinetica, energia interna
• Gas reali: pressione di vapore saturo, pressione parziale e legge di Dalton, umidità assoluta e relativa, punto di rugiada
• Primo principio della termodinamica: trasformazioni termodinamiche reversibili e irreversibili, lavoro di una trasformazione termodinamica, variabili di stato e di trasferimento, trasformazioni isocore, isobare, isoterme e adiabatiche
• Secondo principio della termodinamica: trasformazioni cicliche, macchine termiche, enunciato di Kelvin e Clausius, rendimento di una macchina termica, macchina di Carnot e teorema di Carnot, cicli Otto e Diesel, macchine frigorifere e coefficienti di prestazione
• Cenni sull’entropia

Elettricità e magnetismo

• Carica elettrica, densità di carica e forza di Coulomb
• Campo elettrico: linee di campo, campo della carica puntiforme, campo del dipolo elettrico, campo del doppio strato uniformemente carico, moto di una carica in campo uniforme
• Lavoro in un campo elettrico uniforme, conservatività della forza elettrostatica, energia potenziale elettrica, potenziale elettrico, potenziale di una carica puntiforme, potenziale in un condensatore piano
• Condensatori: capacità, circuiti con condensatori in serie e parallelo
• Corrente elettrica: definizione di corrente, cariche in moto in conduttori, resistenza, prima e seconda legge di Ohm, resistività e dipendenza dalla temperatura, potenza elettrica ed effetto Joule, resistenze in serie e parallelo
• Magnetismo: proprietà dei magneti, linee di campo magnetico e loro visualizzazione, campo magnetico terrestre, forza magnetica, forza di Lorentz, moto di una particella carica in campo magnetico, spettrometro di massa, legge di Biot-Savart, campo magnetico generato da una spira percorsa da corrente, campo magnetico del solenoide
• Elettromagnetismo: esperimento di Faraday, flusso di campo magnetico, legge di Faraday-Neumann-Lenz

Onde

• Onde meccaniche: onde trasversali e longitudinali, onde periodiche, funzione d’onda, lunghezza d’onda, periodo e frequenza, superfici d’onda, energia trasportata dall’onda, riflessione e rifrazione
• Onde acustiche: sensibilità dell’orecchio umano, suoni puri e complessi, tono di un’onda sonora, livello di intensità sonora
• Onde elettromagnetiche: cenni sulle leggi di Maxwell, velocità della luce nel vuoto e nei mezzi, indice di rifrazione, spettro elettromagnetico
• Ottica: distinzione ottica fisica e geometrica, principio di Fermat, riflessione, diffusione, rifrazione, rifrazione totale, dispersione, specchi, lenti sottili, legge del fabbricante di lenti, equazione delle lenti sottili, ingrandimento