Obiettivi



Il corso intende fornire le basi di meccanica e termodinamica. Verranno presentati fenomeni di cinematica e dinamica a partire dal punto materiale fino ad arrivare a sistemi piu' complessi; verrano inoltre introdotti i principi base della termodinamica analizzando trasformazioni di sostanze pure dal punto di vista sia macroscopico sia microscopico.



Contenuti



Cinematica:

a) Vari tipi di moto: il moto rettilineo uniforme, il moto uniformemente accelerato ed il moto circolare, il moto armonico e le oscillazioni smorzate.

b) La relativita' galileiana, l'accelerazione di Coriolis.

c) Le tre leggi di Keplero, come introduzione alla dinamica newtoniana.

Dinamica newtoniana:

a) Le tre leggi fondamentali della dinamica.

b) I campi di forza, l'energia potenziale, i campi non conservativi (le forze d'attrito), il calcolo esplicito delle traiettorie nello spazio per i campi di forza centrali elastici e gravitazionali.

c) Il teorema dell'impulso, il teorema dell'energia cinetica, la legge di conservazione dell'energia totale meccanica, la legge di conservazione della quantita' di moto, la legge di conservazione del momento angolare.

d) Dinamica dei sistemi di punti materiali: teoremi di Konig: momento angolare ed energia cinetica, urti tra punti materiali.

e) Dinamica del corpo rigido: momento d'inerzia, teorema di Huygens-Steiner, moto di puro rotolamento.

f) Il teorema del viriale per i sistemi di molte particelle come introduzione alla teoria cinetica dei gas per arrivare all'equazione di Joule Clausius .

Introduzione alla meccanica dei Fluidi:

a) Statica dei Fluidi.

b) Dinamica dei Fluidi.

Termodinamica:

a) Sistemi termodinamici ed equilibrio termodinamico. Principio zero della termodinamica. Definizione e misura della temperatura. Leggi dei gas ideali; termometri a gas. Dilatazione termica. Equazione dei gas reali e diagrammi di stato di sostanze pure.

b) Il primo principio della termodinamica: lavoro, calore, energia interna. Studio di trasformazioni termodinamiche. Energia interna del gas ideale. Calori specifici. Calorimetria. Cambiamenti di fase. Trasmissione del calore.

c) Il secondo principio della termodinamica, il ciclo di Carnot, il teorema di Carnot, la temperatura termodinamica assoluta, esempi di macchine termiche e macchine frigorifere.

d) Teorema di Clausius e la funzione di stato entropia. Esempi di calcolo di variazioni di entropia. Processi irreversibili. Principio di aumento dell'entropia e sue applicazioni. Entropia e disordine; il terzo principio della termodinamica (cenni).

e) Teoria cinetica dei gas: distribuzione delle velocita' molecolari e principio di equipartizione dell'energia.



Prerequisiti



Analisi matematica I







Riferimenti bibliografici P.Mazzoldi, M.Nigro,C.Voci: Fisica-Volume I, Edises, seconda edizione