INP8083376 - FISICA 1 (Numerosita' canale 2) 2022-2023
Topic outline
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Per info su esercizi vari o richieste di chiarimenti sulle lezioni svolte:
e-mail: alessandro.eberle@studenti.unipd.it
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Il corso si prefigge di introdurre le leggi ed i principi fondamentali propri della Meccanica Classica e dell'Elettrostatica. In particolare, verranno affrontate la Cinematica, la Dinamica, la Gravitazione e l'Elettrostatica. Attraverso lo svolgimento (obbligatorio) in laboratorio di alcune esperienze pratiche, operando in piccoli gruppi, lo studente acquisirà dimestichezza con le problematiche relative alla misura di grandezze fisiche, alla riduzione dei dati raccolti, ed alla loro interpretazione rispetto ai modelli teorici studiati.
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L'esame viene superato se il voto finale risulta maggiore o uguale a 18/30. Alla composizione del voto finale contribuiscono i risultati della(e) prova(e) scritte, dell'attività di laboratorio e, eventualmente, della prova orale.
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Le attività di laboratorio sono parte integrante del corso, e comprendono tre esperienze da svolgere nei laboratori del polo didattico di via Loredan.
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Opened: Friday, 24 March 2023, 6:09 PMClosed: Monday, 1 May 2023, 6:09 PM
Le attività di laboratorio sono parte integrante del corso, e comprendono tre esperienze da svolgere nei laboratori del polo didattico di via Loredan. Data la disponibilità limitata di stazioni sperimentali in laboratorio (32), verranno creati tre gruppi, A, B e C, contenenti al massimo 68 studenti l'uno, che si alterneranno in laboratorio in differenti orari nella medesima giornata. La selezione del gruppo di appartenenza é libera, nel limite dei posti disponibili.
All'interno di ogni gruppo verranno formate squadre di 2 persone al massimo, che collaboreranno allo svolgimento di tutte le esperienze. Ogni squadra dovrà riportare i risultati delle esperienze svolte, analizzati e discussi secondo le procedure spiegate e discusse nelle ore di lezione, in una raccolta di relazioni, una relazione per ogni esperienza. La raccolta di relazioni andrà consegnata elettronicamente (vedi link seguente), sotto forma di un unico file PDF con le caratteristiche prescritte, e saranno oggetto di valutate per il voto finale.
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Opened: Friday, 10 March 2023, 12:00 AMDue: Saturday, 1 July 2023, 11:59 PM
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Meccanica del punto, dei sistemi e dei corpi rigidi. Forze Elettromagnetiche.
1) Misure ed unità di misura.
2) Cinematica del punto materiale. Spazio e tempo. Traiettoria e Sistemi di riferimento. Moto unidimensionale : velocitá media e velocitá istantanea. Accelerazione media e accelerazione istantanea. Rappresentazione grafica delle leggi orarie.
3) Vettori: Grandezze vettoriali. Operazioni tra vettori: prodotto per uno scalare e proprieta' distributiva, prodotto scalare tra due vettori, componenti di un vettore e prodotto vettoriale tra due vettori.
4) Cinematica in piu dimensioni. Rappresentazione vettoriale di posizione, velocità ed accelerazione (coordinate cartesiane, cilindriche, sferiche). Moto curvilineo: velocità, accelerazione tangenziale e normale. Moto circolare: velocità angolare, accelerazione angolare.
5) Dinamica del punto materiale: Leggi di Newton. Prima legge della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Forze e seconda legge della dinamica. Terza legge della dinamica. Le quattro forze fondamentali. Applicazioni varie della seconda legge: forze elastiche e risoluzione dell'equazione del moto armonico, forze vincolari, attrito e sue proprietà. Resistenza di un mezzo e velocità limite. Moto circolare uniforme: forza centripeta e forza tangente. Applicazioni Forze ( pendolo semplice , curva sopraelevata , pendolo conico).
6) Quantità di moto e momento angolare. Momento di una forza e prima legge dei momenti di forze.
7) Moti relativi: sistemi di riferimento; composizione di velocità e accelerazioni e trasformazioni Galileiane. Moto relativo di traslazione e rotazione. Accelerazione di Coriolis.
8) Lavoro ed energia: Lavoro di una forza e potenza. Energia cinetica. Unità di energia. Lavoro di una forza costante, forza elastica , etc. Energia potenziale e relazioni con il lavoro. Relazione tra momento della forza ed energia potenziale nel moto curvilineo piano. Conservazione dell'energia di una particella e forze conservative. Forze non conservative ed energia dissipata. Forza ed energia nel moto armonico semplice. Pendolo semplice. Oscillazioni.
9) Dinamica di Sistemi di particelle: Moto del centro di massa di un sistema di particelle: sistema isolato e sistema soggetto a forze esterne. Momento angolare di un sistema di particelle. II equazione della dinamica. Energia cinetica di un sistema di particelle. Teoremi di Koenig. Energia interna di un sistema di particelle. Leggi di conservazione di un sistema di punti materiali.
10) Urti tra particelle. Urti elastici e anelastici.
11) Corpo Rigido e dinamica Corpo rigido: Moto di un corpo rigido. Momento assiale. Applicazione della II equazione della dinamica al moto di rotazione di un corpo rigido. Teorema di H.S.Energia cinetica di rotazione di un corpo rigido. Moto di puro rotolamento ed energia nel moto di puro rotolamento. Equilibrio di un corpo rigido.
12) Forze Centrali e proprietá. Forza centrale e moto di un corpo in un campo di forze centrali (leggi di Keplero). Forza gravitazionale (massa gravitazionale).
13) Forza elettrostatica (carica elettrica). Proprietá dei materiali (Isolanti e conduttori). Concetto di campo e Campo elettrostatico. C.E. di una o piu' cariche puntiformi. Accenni a campo di cariche distribuite con densitá costante. Legge di Gauss. Applicazioni L. di Gauss (filo infinito, piano infinito. Lavoro e potenziale elettrostatico. Conduttori: campo e potenziale. Introduzione alle correnti. -
- Bettini, Alessandro, Meccanica e termodinamica. Padova Bologna: Decibel Zanichelli, 1995.
- P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci,, Elementi di fisica meccanica, termodinamica.. Napoli: EdiSES, 2021.
- Mazzoldi, Paolo, M. Nigro, C. Voci,, Elementi di fisica. Elettromagnetismo e onde. Napoli: EdiSES, 2022.
- G. Mazzi, P. Ronchese, P. Zotto,, Fisica in laboratorio esperienze per i corsi di Fisica per Ingegneria. Bologna: Esculapio, 2018.
- P. Mazzoldi, A Saggion, C. Voci, Problemi di fisica generale. Meccanica, Termodinamica. Padova: Lib. Cortina, 1996.
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Testi consigliati
Il primo volume del Mazzoldi - Nigro - Voci, sia nell'edizione per Fisica (Fisica, volume 1), o in quella per le scienze (Elementi di Fisica, meccanica e termodinamica), leggermente semplificata.
Egualmente valido, forse un po' più prolisso il Serway, sempre primo volume (Fisica per scienze ed ingegneria, volume 1)
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