UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA “LA SAPIENZA” – POLO DI CIVITAVECCHIA

CORSO DI LAUREA ININGEGNERIA DELLA SICUREZZA E PROTEZIONE

FISICA I (5 crediti)

Prof. Angelo Schiavi

PROGRAMMA A.A. 2004/05

N.B. Il presente programma fa riferimento ai capitoli e paragrafi del testo consigliato:Serway - Beichner, Fisica per Scienze ed Ingegneria, Vol. I, Edizioni EdiSES.Resta inteso che lo studente è libero di adottare qualsiasi testo (o più testi) che svolga gli argomenti riportati con unapprofondimento almeno pari a quello trattato a lezione.

Concetti introduttivi: campioni di lunghezza, massa, tempo; densità e massa atomica; analisidimensionale; conversione delle unità; calcoli di ordini di grandezza; errori e cifre significative[Capitolo 1: tutto] ;sistemi di coordinate e sistemi di riferimento; vettori e scalari; proprietà dei vettori; componenti diun vettore e versori [Cap. 3: tutto];prodotto semplice, scalare e vettoriale [§7.2 e §11.2].

Moto in una dimensione: punto materiale; spostamento; velocità media; velocità istantanea;accelerazione; moto unidimensionale con accelerazione costante; corpi in caduta libera[Cap. 2: §2.1-6].

Moto in due dimensioni: vettori spostamento, velocità e accelerazione; moto in due dimensionicon accelerazione costante; moto di un proiettile, moto circolare uniforme; accelerazionetangenziale e radiale; velocità relativa e accelerazione relativa [Cap. 4: tutto].

Le leggi del moto: concetto di forza; prima legge di Newton e sistemi inerziali; massa inerziale;seconda legge di Newton; forza gravitazionale e peso; terza legge di Newton; applicazioni delleleggi di Newton; forze di attrito [Cap. 5: tutto].

Applicazioni delle leggi di Newton: seconda legge di Newton applicata al moto circolareuniforme; moto circolare non uniforme; moto in sistemi accelerati [Cap. 6: §6.1, §6.2 e §6.3].

Lavoro ed energia: lavoro fatto da una forza costante; lavoro fatto da una forza variabile; energiacinetica e teorema delle forze vive. Potenza [Cap. 7: §7.1-5].

Energia potenziale e conservazione dell’energia: energia potenziale; forze conservative e nonconservative; forze conservative ed energia potenziale; conservazione dell’energia meccanica;lavoro di forze non conservative; conservazione dell’energia in generale; diagrammi di energia estabilità dell’equilibrio[Cap. 8: §8.1-8 compreso §8.7].

Quantità di moto e urti: quantità di moto e sua conservazione; impulso e quantità di moto; urti;urti elastici e anelastici in una dimensione[Cap. 9: §9.1-4]

Momento angolare e momento di una forza: velocità angolare e accelerazione angolare; energiacinetica di un punto materiale in variabili angolari; momento angolare di un punto materiale rispettoad un polo fisso; momento di una forza; relazione fra momento delle forze e accelerazione angolare;conservazione del momento angolare[N.B.: a lezione è stato trattato solamente il caso di un punto materiale, mentre il testo diriferimento (nei cap. 10 e 11) presenta gli stessi argomenti per i sistemi di punti materiali e per icorpi rigidi; riferirsi pertanto agli appunti di lezione e al materiale didattico reso disponibile].

Moto oscillatorio: moto armonico semplice; moto di una massa collegata a una molla; energia diun oscillatore armonico semplice; moto del pendolo [Cap. 13: §13.1-4].

Moti orbitali: legge di gravitazione universale; misura della costante gravitazionale; forza peso eforza gravitazionale; le 3 leggi di Keplero; energia potenziale gravitazionale; orbita geostazionaria evelocità di fuga [Cap. 14: §14.1-5 e §14.7-8].

Termologia: temperatura e principio zero della termodinamica; termometri e scale di temperatura(Celsius e Kelvin); dilatazione termica di solidi e liquidi; descrizione macroscopica di un gasperfetto [Cap. 19: tutto].

Calore e primo principio della termodinamica: calore ed energia interna; capacità termica ecalore specifico; calore latente e cambiamenti di fase; lavoro ed energia termica nelletrasformazioni termodinamiche; primo principio della termodinamica; applicazioni del primoprincipio della termodinamica [Cap. 20: §20.1-6].

Gas perfetti: cenni sul modello molecolare per la pressione di un gas perfetto [equazione 21.1senza dimostrazione]; temperatura ed energia cinetica media delle molecole; calore specificomolare a volume costante ed a pressione costante; esponente adiabatico γ e trasformazioniadiabatiche [equazione 21.18 senza la successiva dimostrazione][Cap. 21: §21.1-3]

Macchine termiche e secondo principio della termodinamica: macchine termiche; rendimentotermico; secondo principio della termodinamica (enunciato di Kelvin ed enunciato di Clausius);trasformazioni reversibili e irreversibili; macchina di Carnot e suo rendimento[Cap. 22: §22.1-3]

Testo di riferimento:• Serway - Beichner, Fisica per Scienze ed Ingegneria, Vol. I, Edizioni EdiSES

Altri testi consigliati:• Serway - Jewett, Principi di Fisica, Edizioni EdiSES[questo testo è un’edizione ampliata del testo di riferimento e presenta gli stessi argomenti e lastessa trattazione, pertanto è consigliato in alternativa al testo precedente]

Materiale didattico:

Nella sezione “Didattica” del sito http://maclc3.ing2.uniroma1.it/aschiavi è reperibile materialedidattico (dispense, fogli di esercizi e testi d’esame) a supporto ed integrazione delle lezioni e deltesto consigliato.

Modalità di svolgimento dell’esame

L’esame consiste di una prova scritta, della durata di 2 ore e mezza, strutturata come segue:

- 3 problemi;

- 3 domande relative alla teoria.

Durante lo svolgimento della prova non è consentito consultare alcun testo o appunto scritto, penal’annullamento della prova. E’ possibile utilizzare una calcolatrice (non grafica) per i calcolinumerici richiesti nei problemi.

Di norma, la correzione dello scritto sarà effettuata immediatamente al termine della prova. Adiscrezione del docente, o su richiesta dello studente, è possibile svolgere anche una prova orale.L’eventuale prova orale si svolgerà, di norma, nello stesso giorno della prova scritta.

Reperibilità del Docente

- presso il Dipartimento di Energetica, Facoltà di Ingegneria, Via A. Scarpa 14, Roma.

- telefonicamente: 06 4976 6561

- per e-mail: angelo.schiavi@uniroma1.it