Obiettivi Formativi

Il corso mira ad approfondire le conoscenze su: Cinematica e meccanica del punto materiale - Statica e dinamica dei corpi rigidi - Statica e dinamica dei fluidi - Termodinamica - Elettromagnetismo - Onde - Elementi di Fisica quantistica

Learning Goals

This course aims at deepening knowledge in: Kinematics and mechanics of point particles - Statics and dynamics of rigid bodies - Statics and dynamics of fluids - Thermodynamics - Electrodynamics - Waves - Elements of Quantum physics

Metodi didattici

Lezioni frontali

Teaching Methods

Frontal lectures

Prerequisiti

Sono richieste conoscenze, anche solo elementari, di Matematica (algebra, geometria analitica e trigonometria) e Fisica (meccanica e elettromagnetismo)

Prerequisites

It is mandatory to have some elementary knowledge of Mathematics (algebra, analytical geometry, and trigonometry) and Physics (mechanics and electromagnetism).

Verifiche dell'apprendimento

esercizi e colloquio orale

Assessment

script and Oral exam

Programma del Corso

1) Elementi di matematica (Insiemi e loro operazioni - Funzioni - Grafico delle funzioni elementari - Grandezze scalari e grandezze vettoriali - Limiti - Derivate - Integrali); 2) Cinematica e dinamica del punto materiale (Sistemi di riferimento - Traiettoria e legge oraria - Moto rettilineo uniforme - Moto rettilineo uniformemente accelerato - Moto di un proiettile - Moto armonico - Moto circolare uniforme - Principio di inerzia - Forze - Seconda legge della dinamica - Massa e peso - Forza gravitazionale, elettrostatica, di van der Waals, elastica - Moto armonico dell'estremità di una molla - Principio di azione e reazione - Tensione di una fune - Piano inclinato - Forze di attrito - Principio di conservazione della quantitìa di moto - Lavoro ed energia cinetica - Energia potenziale gravitazionale - Forze conservative - Principio di conservazione dell'energia meccanica - Urti elastici - Leggi di Keplero - Massa e densitìa della Terra - Campo gravitazionale); 3) Statica e dinamica dei corpi rigidi (Traslazione e rotazione di un corpo esteso - Centro di massa - Rotazione di un corpo rigido intorno ad un asse fisso - Equazioni cardinali della Statica - Leve - Baricentro); 4) Statica e dinamica dei fluidi (Principio di Pascal - Legge di Stevino - Pressione atmosferica - Principio di Archimede - Tensione superficiale - Fluidi perfetti - Equazione di Bernoulli - Teorema di Torricelli - Portanza); 5) Termodinamica (Lessico specifico - Temperatura e sua misura - Gas ideale - Mole - Primo principio della Termodinamica - Calore latente e calorimetria - Secondo principio della Termodinamica - Calori specifici dei gas molecolari - Entropia e macchine termiche - Trasmissione del calore); 6) Elettromagnetismo (Elettrostatica: forza di Coulomb - Campo elettrico - Linee di forza del campo elettrico - Energia potenziale elettrostatica - Differenza di potenziale - Superfici equipotenziali - Conduttori all'equilibrio - Lavoro di carica di un condensatore - Correnti elettriche - Pila di Volta - Resistenza e leggi di Ohm - Effetto Joule - Caratteristiche della conduzione nei conduttori metallici - Conduzione nelle soluzioni elettrolitiche - Conduzione negli aeriformi - Campo magnetico statico - Forza di Lorenz - Legge di Biot-Savart - Forza su una spira percorsa da corrente - Forza tra due fili percorsi da corrente - Teorema di Ampere - Campo magnetico dentro un solenoide - Induzione magnetica ed autoinduzione - Magnetismo nella materia - Produzione di correnti alternate - Equazioni di Maxwell ed onde elettromagnetiche); 7) Onde (Onde meccaniche - Onde periodiche - Fenomeni ondulatori: riflessione, rifrazione, interferenza, diffrazione - Onde sonore - Onde luminose); 8) Elementi di Fisica quantistica (Spettro di un corpo nero - Effetto fotoelettrico - Effetto Compton - Spettri atomici - Modelli della struttura atomica: Thomson, Rutherford, Bohr, Sommerfeld - Ipotesi di De Broglie - Numeri quantici e tavola periodica degli elementi - Equazione di Schroedinger - Principio di indeterminazione - Diffrazione di luce o elettroni da una doppia fenditura)

Course Syllabus

1) Experimental method - Physical quantities and their units; 2) Review of Mathemathics: Functions and diagrams - Scalars and vectors - Derivatives and integrals - Fundamentals of Probability theory and Statistics; 3) Mechanics: Kinematics and some simple motions - The notion of Force - Weight, elastic and coulombic forces - The three principles of Dynamics - Friction forces - Work and energy: conservation laws - Statics; 4) Fluid mechanics: hydrostatic pressure - Archimedes' principle - surface tension - Fluid dynamics - Viscosity; 5) Thermodynamics: Temperature, pressure and internal energy - Adiabatic and diathermal walls - First law of Thermodynamics: heat - Calorimeter - State changes - Evaporation and ebollition - Specific heats - Heat transmission - Entropy and the Second law - Thermal engines and their performance - Carnot's theorem; 6) Electromagnetism: Electric charge and Coulomb's force - Electric field and electric potential - Electric dipole - Electric current - The static magnetic field - Paramagnetism and ferromagnetism - Lorentz's force - Maxwell's equations - Magnetic induction - Electromagnetic waves - Alternating currents - Electromagnetic spectrum; 7) Waves and oscillations: Interference, diffraction, diffusion, dispersion, and polarization - Reflection and refraction - Doppler's effect - Geometric optics - Thin lenses; 8) Quantum physics: Atomic spectra - Bohr's atom - The energetic levels of hydrogen - Pauli's principle - The periodic table of elements - Wave-particle duality - The indeterminacy principle - Radiations and biological matter