Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Laviano Francesco

Questi appunti ricalcano le lezioni del prof. Francesco Laviano, docente di Fisica 1 del Politecnico di Torino, traendo spunto da molti documenti on-line, con molte immagini e disegni fatti a mano; presuppongono una discreta conoscenza matematica, non hanno minimamente la presunzione di sostituire delle lezioni frontali; anzi aiuterebbero lo studente a seguire meglio la lezione dovendo semplicemente integrare gli appunti con semplici annotazioni. corso: Ingegneria Biomedica data esame di Fisica 1: 16/07/2016 voto: 30/30 e lode Contenuto: CINEMATICA del punto. • Moto uniforme. • Moto uniformemente accelerato. Moto vario. • Moto in coordinate polari. • Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). • Moto circolare ed altri esempi. (moto parabolico, composizione del moto su assi ortogonali)) • Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. (relazioni di Poisson, teorema delle velocità e delle accelerazioni relative - dimostrazione) DINAMICA del punto (1) • Leggi di Newton. (forma generale, significato fisico) • Forza e massa. • Sistemi di riferimento inerziali. • Forze centrali. (formula di Binet per la velocità areolare) • Forza di gravità. • Forza di Coulomb. • Forza elastica. • Forze vincolari. • Attrito (radente) statico e dinamico. (coefficienti di attrito) • Attrito viscoso. DINAMICA del punto (2). • Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’ inerzia o apparenti. • Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. (dimostrazione) • Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. (relazione tra forza ed energia potenziale) • Conservazione dell’energia meccanica. (e lavoro delle forze di attrito) • Esempi ed applicazioni. • Oscillatore armonico: moto armonico semplice, moto armonico smorzato e forzato. Risonanza. • Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. • Momento della forza e momento angolare. • Il teorema del momento angolare. (dimostrazione) DINAMICA DEL PUNTO (3). • Legge di Gravitazione e Legge di Coulomb. • Leggi di Keplero. (dimostrazioni) • Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. • Legge di Coulomb e carica. • Principio di sovrapposizione degli effetti. • Campo gravitazionale e campo elettrostatico. • Linee di campo e flusso. • Potenziale gravitazionale e potenziale elettrostatico. • Teorema di Gauss per il campo gravitazionale e per il campo elettrostatico. (dimostrazione) • Distribuzioni a simmetria sferica ed altri esempi (sfera piena, guscio sferico, campo interno ad una sfera, piano indefinito). DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI: • Sistemi discreti e continui. • Forze interne ed esterne. • Centro di massa. • Quantità di moto di un sistema di punti materiali. • Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità a di moto. (dimostrazione) • Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. (dimostrazione) • Riferimento del centro di massa e teoremi di Köenig. • Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. • Urti elastici e anelastici di I e II specie. (coefficiente di restituzione, equazioni per gli urti 1D): DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. • Corpo rigido in pura traslazione. • Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. • Momento di inerzia. (asta, piano, sfera, disco, cilindro cavo) • Teorema di Huygens-Steiner. (dimostrazione) • Energia cinetica di un corpo rigido. • Moto di rotolamento senza e con strisciamento. • Moto giroscopico, moto di precessione e nutazione. • Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. • Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. • Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI: • Pressione. • Statica dei fluidi: legge di Stevino. (dimostrazione) • Leggi di Pascal e di Archimede. (dimostrazione) • Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. • Portata. • Teorema di Bernoulli. (dimostrazione) • Esempi ed applicazioni. (pressa idraulica, tubo di Venturi, tubo di Pitot) • Cenni sul moto viscoso. (turbolenza, velocità critica, numero di Reynolds). TERMODINAMICA: • calorimetria, I principio e gas perfetti. • Termometria, trasmissione del calore. • Equilibrio termodinamico e variabili di stato. • Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. • Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. • Primo principio della Termodinamica, energia interna. • Calorimetria. • Gas perfetti. • Teoria cinetica dei gas, lavoro ed energia interna. (dimostrazione) • Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. • Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. (dimostrazione equivalenza dei due enunciati) • Macchine termiche e frigorifere. • Rendimento ed efficienza. • Ciclo di Carnot ed altri cicli. (cicli di Otto, Diesel, Stirling, ciclo frigorifero) • Teorema di Carnot. (dimostrazione) • Temperatura termodinamica. (definizioni della scala Kelvin). • Teorema di Clausius. (enunciato) • Entropia. (definizione, calcolo e significato microscopico).