Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Conoscenze di base di algebra e trigonometria; elementi di analisi matematica: derivazione ed integrazione di funzioni continue in una variabile reale.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Lo studente acquisira' la conoscenza dei concetti di base e delle leggi fondamentali della Meccanica Classica e della Termodinamica. Imparera' ad applicare le conoscenze acquisite alla soluzione di problemi relativi a semplici sistemi fisici e si familiarizzera' attraverso alcune esperienze di laboratorio con le problematiche relative alla misura di grandezze fisiche e alla verifica sperimentale di alcune leggi della Meccanica.
Modalita' di esame:	Prova scritta e prova orale. La prova scritta puo' essere sostituita da due prove in itinere svolte durante il corso. La prova scritta e' integrata da un test, obbligatorio, sulle attivita' svolte in laboratorio.
Criteri di valutazione:	Lo studente verra' valutato per la sua capacita' di risolvere, in sede di prova scritta, semplici problemi di meccanica e termodinamica, impostando chiaramente e risolvendo le equazioni che descrivono il comportamento del sistema, alla luce dei concetti e delle leggi fisiche presentati e discussi a lezione . Nella eventuale prova orale, lo studente dovra' saper esporre uno degli argomenti del corso, eventualmente dimostrando un teorema legato all' argomento stesso e/o discutendo la soluzione della prova scritta svolta. La chiarezza espositiva e la capacita' di fare collegamenti tra i diversi argomenti costituisce un importante criterio di valutazione.
Contenuti:	Meccanica: Grandezze fisiche. Il Sistema Internazionale. Vettori e calcolo vettoriale. Cinematica scalare e vettoriale. Dinamica del punto materiale: Le tre leggi di Newton. Concetti generali sui moti relativi e i sistemi di riferimento. Quantita' di moto, impulso della forza, teorema dell'impulso, conservazione della quantità di moto. Le interazioni fondamentali. Forza peso. Reazioni vincolari. Forze d'attrito. Forza elastica e moto armonico. Tensione dei fili. Lavoro, energia cinetica, teorema dell'energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell'energia meccanica, bilancio energetico con forze dissipative. Momento angolare, teorema del momento angolare. Forze centrali. La legge di gravitazione universale. Sistemi di punti materiali. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Teoremi del moto del centro di massa, del momento angolare e dell' energia. Sistema di riferimento del CM. Teoremi di Koenig. Lavoro delle forze interne ed esterne. Corpo rigido: momento d'inerzia, teorema di Huygens-Steiner, dinamica traslazionale e rotazionale. Fenomeni d' urto: urti elastici ed anelastici, con e senza vincoli rigidi, leggi di conservazione. Fluidi: pressione, elementi di statica dei fluidi. Termodinamica: Sistemi e variabili termodinamiche, stati di equilibrio, equazione di stato. Calorimetria. Temperatura, termometri e scale di temperatura. Lavoro nei sistemi termodinamici. Primo Principio della termodinamica. Gas ideali. Cicli termodinamici, macchine termiche e frigorifere. Secondo Principio della Termodinamica. Entropia. Cenni di teoria Cinetica dei gas ideali.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Il corso prevede 96 ore frontali di lezione, delle quali circa trenta di esemplificazioni ed esercizi. La frequenza non e'obbligatoria, ma fortemente consigliata. Nella parte esercitativa, saranno messe in evidenza le metodologie per affrontare la soluzione di problemi inerenti a semplici sistemi fisici, discutendo le eventuali possibilita' di pervenire alla stessa soluzione utilizzando diversi approcci. In aggiunta, sono previste tre sessioni di laboratorio di due ore ciascuna, nelle quali lo studente effettuera' alcune esperienze di meccanica, misurando grandezze fisiche come l' accelerazione di gravita' e verificando sperimentalmente la validita' di alcune delle leggi fisiche e dei principi di conservazione discussi a lezione.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Esempi di prove scritte degli anni precedenti, con soluzioni commentate, sono contenuti nel terzo dei testi "di riferimento" (da intendersi "consigliati") indicati sotto.
Testi di riferimento:	G.Mazzi, P.Ronchese, P. Zotto, Fisica in laboratorio. Bologna: Esculapio, 2018. 3a edizione P.Zotto, S. Lo Russo, Problemi di Fisica Generale - Meccanica Termodinamica. Casalecchio di Reno - Bologna: Edizioni La Dotta, 2014. 1a edizione, ISBN 978-88-98648-20-7 P.Zotto, S. Lo Russo, P. Sartori, Fisica Generale Meccanica - Termodinamica. Perugia: Edizioni LaDotta, 2016. 2a Edizione ISBN 9788898648375