Crediti: 4+4 CFU

Strumenti didattici
Soprattutto lavagna e gesso, talvolta lucidi

Metodi di Insegnamento
Insegnamento frontale. Lavoro di gruppo ed esercitazioni con il tutor.

Modalità d'esame
Prove in itinere (facoltative) scritte e orali.
Gli scritti prevedono la risoluzione di problemi.
Possibilita’ di sostenere il programma suddiviso in piu’ prove orali

Conoscenze, abilità e comportamenti attesi
Conoscenza dei rudimenti della disciplina.
Saper esporre un argomento con linguaggio rigoroso. Saper interpretare le leggi. Saper impostare e risolvere problemi. Saper misurare e calcolare le grandezze fisiche.

Obbiettivi del corso
Dare le nozioni di base di Fisica necessarie per una laurea scientifica e per la comprensione dei programmi degli altri corsi piu’ specifici.

Programma del corso
INTRODUZIONE
Grandezze fisiche, campioni, unita' di misura.
Equazioni dimensionali. Cifre significative, notazione scientifica.
Misure ed errori.

MECCANICA ed ELETTROMAGNETISMO
Il moto.
La posizione, i sistemi di riferimento, i vettori.
Moto di un 'punto'.
La velocita' e l'accelerazione.
Le forze.
L'equilibrio e il principio d'inerzia.
Il moto rettilineo uniforme.
I vari tipi di forze:
Le interazioni fondamentali,
la reazione vincolare, la forza di attrito, le forze elastiche.
Il moto uniformemente accelerato.
Moti piani:
Composizione dei moti sugli assi.
L'accelerazione radiale e tangenziale.
Il piano inclinato.
Il moto parabolico.
Il moto circolare uniforme.
Il secondo principio della dinamica: F = m a.
La massa inerziale.
La terza legge della dinamica.

Le interazioni fondamentali a lungo raggio d'azione:
La legge di gravitazione universale e la legge di Coulomb.
Dalla concezione dell'interazione a distanza
a quella di campo.
Massa e carica elettrica.
Massa gravitazionale e massa inerziale.
Il campo gravitazionale e il campo elettrico.
I vettori g ed E.
Rappresentazione dei campi vettoriali: le linee di campo.
Il principio di sovrapposizione.
Il peso.
Il campo gravitazionale terrestre.
Regioni 'piccole': campo uniforme
Caduta dei gravi - Moto del proiettile.
Cenni al moto in un campo centrale.
Il moto dei pianeti e le leggi di Keplero.
L'energia
Energia cinetica.
Lavoro meccanico.
Teorema dell'energia cinetica
(dimostrazione per il caso di forza costante).
Campi conservativi
(dimostrazione nel caso gravitazionale 'uniforme').
Energia potenziale.
Principio di conservazione dell'energia meccanica.
La massa come forma di energia e
la variazione della massa con la velocita'.
Il principio di conservazione dell'energia tenendo conto delle
variazioni di massa.
Il difetto di massa in un nucleo, l'energia di legame media
per nucleone e i nuclei stabili.
Cenni alla produzione di energia nella fissione e nella fusione.
Il baricentro e il moto del baricentro
Quantita' di moto
Conservazione della quantita' di moto

Le correnti elettriche
Parallelo fra campo elettrico e campo gravitazionale
Il potenziale elettrico e il lavoro nel campo elettrico
Moto di cariche in campo elettrico
Cariche in moto in gas, liquidi, solidi
Intensita' di corrente
La resistenza e la legge di Ohm
La potenza
L'effetto Joule
La legge di Kirchhoff ai nodi
Resistenze in serie e parallelo
Batterie e resistenza interna
Amperometri e Voltmetri
La costante dielettrica
Conduttori metallici isolati in equilibrio elettrostatico
Condensatori e Capacita'
Dielettrici - Polarizzazione dei dielettrici
Il campo magnetico
Campo dovuto a un filo rettilineo percorso da corrente continua
Il vettore B
La forza di Lorentz
Azione di un campo magnetico su una corrente
Azione di un campo magnetico su una spira percorsa da corrente
Principio del motore elettrico
Cenni sul campo magnetico terrestre
Flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie
Le correnti indotte e la variazione del flusso di B
Correnti indotte da campi magnetici variabili
La legge di Faraday-Lenz
Campi magnetici indotti e campi elettrici indotti
Onde elettromagnetiche: dalle onde radio ai raggi gamma
Fotoni. Energia di un fotone e lunghezza d'onda

SOLIDI E FLUIDI
Solidi e fluidi - Densita' e Peso specifico
Pressione
Elasticita' dei corpi e limite di elasticita'
Sforzo di trazione e deformazione. Modulo di Young
Sforzo di taglio ed elasticita' tangenziale
Compressione e compressibilita' isoterma
Fluidi in equilibrio:
Pressione in un fluido
Pressione di Stevino - Vasi comunicanti
Principio di Pascal e pressa idraulica
Cenni sui Misuratori differenziali di pressione
Variazione di pressione con la quota nell'atmosfera
Principio di Archimede
Forze di coesione e Pressione superficiale
Tensione superficiale e contrattilita' delle superfici liquide
Pressione delle superfici curve e legge di Laplace
Forze di adesione e capillarita'- Legge di Jurin
Fluidi in moto:
Il campo idrodinamico, linee e tubi di flusso
Fluido ideale
Principio di continuita' e Portata volumica
Equazione di Bernoulli ed Effetto Venturi
Corrente fluida viscosa - Legge di Poiseuille
Turbolenza e Numero di Reynolds
Embolia gassosa
Forza di resistenza viscosa e Sedimentazione

OTTICA (GEOMETRICA)
Il problema della 'natura' della luce
Comportamento della luce
Sorgenti luminose
Propagazione della luce - L'ottica geometrica
Assorbimento, Trasmissione, Diffusione
Riflessione, Rifrazione, Dispersione
Legge di Snell - Indice di rifrazione - Riflessione totale
Specchi e Lenti sottili
Legge degli specchi - Formula delle lenti
Approssimazione parassiale e piccola apertura
Immagini reali e virtuali
Costruzione delle immagini
Lastra a facce piane parallele e Prisma
Strumenti ottici: microscopio composto
Ingrandimento lineare
Correzione con lenti dei difetti dell'occhio
Difetti degli strumenti ottici: astigmatismo e aberrazioni
Limiti dell'ottica geometrica

TERMODINAMICA
Sistemi termodinamici: approccio microscopico e macroscopico
Sistemi aperti, chiusi, isolati
Stati di equilibrio e parametri di stato
Il gas perfetto
Energia cinetica media e Temperatura
Energia totale ed Energia interna
La pressione di un gas
Scambi di energia e Calore
Equazione di stato dei gas perfetti
Piano PV e trasformazioni termodinamiche

L'energia interna
Energia interna e temperatura
Energia cinetica e potenziale e stati di aggregazione
Meccanismi di trasporto dell'energia: conduzione e convezione
Dilatazione termica in solidi, liquidi e gas
Coefficiente di dilatazione lineare e cubico
Termometri e scale termometriche
Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche
Il primo principio della termodinamica
Il calore
Unita' di misura del calore: la caloria
Equivalenza fra calore ed energia meccanica:
l'equivalente meccanico della caloria
Capacita' termica, calore specifico, calore molare
Calori molari in un gas perfetto: Cp e Cv
Il secondo principio della termodinamica
Le possibilita' di conversione dell'energia
Macchine termiche - rendimento
Macchine frigorifere - coefficiente frigorifero
Enunciati di Kelvin-Planck e di Clausius
Processi irreversibili e forze di attrito
L'entropia
L'aumento di entropia per trasformazioni irreversibili
in un sistema isolato
Disordine e probabilita'
L'entropia come misura del disordine
Cenni all'entropia negli esseri viventi


Testi consigliati

Testi adottati:
Serway, "Principi di Fisica", EdiSES (vol.unico).
oppure: Cutnell-Johnson, "Fisica", Zanichelli
oppure: Ugo Amaldi, "Fisica per temi", Zanichelli

Testi da consultare:
"Fisica a cura del PSSC", Zanichelli
Halliday-Resnich-Walker, "Fondamenti di Fisica", Ambrosiana
Ragozzino-Giordano-Milano, "Fondamenti di Fisica", EdiSES