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Programma
Grandezze fisiche. Unità di misura fondamentali, analisi dimensionale; cenni sulla propagazione degli errori, cifre significative
I vettori: Scalari e vettori, operazione fra vettori, principio di sovrapposizione, derivata di un vettore
Cinematica del punto materiale. Vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione; accelerazione radiale e tangenziale; classificazione dei moti: moti; moti in una dimensione (uniforme, uniformemente accelerato, oscillatorio armonico), moti in due dimensioni (moto del proiettile, moto circolare); cenni sui sistemi di riferimento.
Dinamica del punto materiale. Le leggi di Newton; forza peso, forze di reazione e di attrito radente, forza elastica; dinamica del moto circolare; sistemi di riferimento inerziali e non inerziali.
Energia e lavoro. Il lavoro di una forza, la potenza; esempi di lavoro di forze costanti e variabili; forze conservative ed energia potenziale; energia cinetica; il teorema dell’energia cinetica; conservazione dell’energia meccanica..
Quantità di moto. Il teorema della quantità di moto, impulso; sistemi di punti materiali; conservazione della quantità di moto; il centro di massa, moto del centro di massa; fenomeni di urto fra punti materiali.
Dinamica rotazionale del punto materiale. Momento di una forza, momento della quantità di moto, la seconda legge di Newton, il teorema del momento angolare, l’energia cinetica di un punto materiale in rotazione, generalizzazioni ai sistemi di punti materiali.
Dinamica del corpo rigido. I corpi rigidi; moto traslatorio di un corpo rigido, posizione del centro di massa; moto rotatorio di un corpo rigido intorno ad un asse fisso; momento di inerzia e teorema di Huygens-Steiner; energia cinetica rotazionale e lavoro; moti di puro rotolamento, la conservazione del momento angolare.
Statica del corpo rigido. Condizioni di equilibrio statico del corpo rigido.
La legge di gravitazione universale di Newton. Forza gravitazionale e campo gravitazionale; l’energia potenziale gravitazionale; le leggi di Keplero
I fluidi. Pressione e densità, legge di Stevino, principio di Archimede, teorema di Bernoulli.
Onde meccaniche. Il moto ondulatorio, sovrapposizione ed interferenza, onde sulle corde, l'equazione lineare delleonde, onde sonore, onde stazionarie.
Termodinamica. Coordinate termodinamiche; temperatura e termometri; leggi dei gas; il lavoro termodinamico, il calore e i principi delle termodinamica (principio zero, I e II principio); trasformazioni termodinamiche; calori specifici e calorimetria; ciclo di Carnot, macchine termiche e frigorifere e loro rendimento; entropia.
Mechanics
Introduction, physical quantities, their measure, errors; vector quantities.
Kinematics and dynamics, mass, force, laws of motion.
Mechanics of point particles, equations of motion, linear momentum, collisions.
Work and energy, kinetic and potential energy, conservation of mechanical energy.
Outline of rigid-body mechanics, kinematics, moment of inertia, angular momentum, torque, statics and dynamics, rolling and rotations, conservation of energy, linear momentum and angular momentum.
Newton's law of gravity, gravitational and inertial mass, potential energy.
Mechanical waves: wave motion, superposition and interference, waves on strings, linear wave equation, sound waves, standing waves.
Thermodynamics
Thermodynamic variables, volume, pressure, flow rates, Bernoully's principle.
The zeroth law of thermodynamics and thermal equilibrium. Temperature, thermometers and temperature scales.
Kinetic theory of gases : microscopic origin of temperature, equipartition of energy.
The first law of thermodynamics, specific and latent heat, work, thermodynamic transformations, internal energy, cycles.
The second law of thermodynamics, heat engines and refrigerators, reversibility, Carnot cycle.
Entropy.
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