Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire una conoscenza organica delle leggi fondamentali della Meccanica del punto materiale e dei corpi rigidi, del moto ondulatorio, della statica e dinamica dei fluidi, di cenni di termodinamica e di sviluppare la capacità dello studente nella risoluzione di specifici problemi.

Learning Goals

The aim of the course is to provide students with the basic laws and methods of classical mechanics, wave motion, knowledge of thermodynamics and to develop their skills in the application of these laws to specific mechanical problems.

Metodi didattici

Il corso si svolge nel primo semestre ed è strutturato in lezioni frontali (4 CFU) ed esercitazioni (2 CFU). Le lezioni frontali si avvalgono di supporti visivi (PowerPoint) che aiutano lo studente ad organizzare al meglio il materiale contenuto nei libri di testo e i propri appunti. Le esercitazioni svolte sono esaminate e corrette direttamente in classe.

Teaching Methods

The course takes place in the first half of the semester and is structured into lectures ( 4 CFU ) and tutorials ( 2 CFU ). Lectures encompasses also powerpoint presentations in order to help students to organize their notes and materials from textbooks. Tests are examined and corrected in classroom.

Prerequisiti

Conoscenze di base di matematica e di calcolo vettoriale

Prerequisites

Knowledge of fundamentals of mathematics and vector calculus

Verifiche dell'apprendimento

Esame finale scritto e orale

Assessment

Final written and oral exam

Programma del Corso

Grandezze fisiche, campioni e unità di misura, sistemi di unità di misura, precisione e cifre significative, analisi dimensionale. Cinematica del punto materiale in una dimensione, moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato. I vettori, addizione e prodotto tra vettori, leggi vettoriali in Fisica. Moto in due e tre dimensioni, moto circolare uniforme, moti relativi. Le forze e le leggi di Newton, peso e massa. Dinamica di una particella, leggi di forza, forze di attrito, sistemi non inerziali e forze fittizie. Lavoro ed energia, energia cinetica e teorema lavoro energia, potenza. Forze conservative, energia potenziale, sistemi conservativi, conservazione dell’energia. Centro di massa, moto del centro di massa, quantità di moto, conservazione della quantità di moto. Urti in una e più dimensioni, impulso e quantità di moto. Moto rotatorio e varabili cinematiche rotazionali. Dinamica rotazionale, momento d'inerzia, momento delle forze. Momento angolare, conservazione del momento angolare. Condizioni di equilibrio per un corpo rigido, centro di gravità, cenni di teoria dell’elasticità. Statica dei fluidi, principio di Pascal, spinta di Archimede, Fluidi in movimento, equazione di Bernoulli, tensione superficiale, viscosità. Oscillatore armonico, energia del O A, pendolo semplice, moto armonico smorzato e forzato, risonanza. La legge di gravitazione universale, l'energia potenziale gravitazionale, il moto dei pianeti, le leggi di Keplero. Classificazione delle onde, velocità di fase, potenza ed intensità del moto ondulatorio, principio di sovrapposizione, interferenza,velocità del suono, potenza delle onde sonore, decibel, battimenti, effetto Doppler. Temperatura e termometri, principio zero, dilatazione termica, Gas perfetti, Gas reali e cambiamenti di fase, tensione di vapore e umidità. Calore ed Energia, energia interna, calore specifico, calorimetria, calore latente, trasmissione del calore. I principi della termodinamica, le macchine termiche, frigoriferi e pompe di calore Entropia e secondo principio.

Course Syllabus

Physical quantities, samples and measurement units, systems of units of measurement, precision, and significant digits, dimensional analysis. Kinematics of a particle in one dimension, uniform motion, uniformly accelerated motion. The vectors, addition and product of vectors, vector laws in physics. Motion in two and three dimensions, uniform circular motion, relative motion. Forces and Newton's laws, weight and mass. Dynamics of a particle, force laws, friction forces, fictitious forces and non-inertial systems. Work and energy, kinetic energy and work energy theorem, power. Conservative forces, potential energy, conservative systems, energy conservation. Center of mass, motion of the center of mass, momentum, conservation of momentum. Shocks in one and more dimensions, impulse and momentum. Rotational motion and rotational kinematics variables. Rotational dynamics, moment of inertia, moment of forces. Angular momentum, conservation of angular momentum. Equilibrium conditions for a rigid body, center of gravity, elements of the theory of elasticity. Statics of fluids, Pascal's principle, buoyancy, fluids in motion, Bernoulli equation, surface tension, viscosity. Harmonic oscillator, energy of the harmonic oscillator, simple pendulum, damped harmonic motion and forced resonance. The law of universal gravitation, gravitational potential energy, the motion of the planets, Kepler's laws. Classification of waves, phase velocity, power and intensity of wave motion, superposition, interference, speed of sound, power of sound waves, decibels, beats, Doppler effect. Temperature and thermometers, zero principle, thermal expansion, ideal gases, real gases and phase changes, vapor pressure and humidity. Heat and energy, internal energy, specific heat, calorimetry, latent heat, heat transmission. The principles of thermodynamics, thermal machines, refrigerators and heat pumps Entropy and the second law.