fisica 1 (sia termodinamica che meccanica) – POLIMI – ingegneria civile – Alberto Tagliaferri

lezioni sbobinate dell’intero corso di fisica 1

argomenti trattati:

Introduzione

Vettori e calcolo vettoriale: definizione di vettore e versore, scomposizione, rappresentazione cartesiana, somma, differenza, prodotti e momento. Grandezze fisiche e Sistema Internazionale. Calcolo differenziale (derivate e integrali) di grandezze scalari e vettoriali. Gli argomenti di questa parte introduttiva verranno affrontati mediante strumenti di didattica innovativa che comprendono “Massive Open Online Courses”, esempi interattivi, discussioni guidate in aula.

Meccanica

CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE. Punto materiale e sistemi di riferimento. Equazioni parametriche del moto, traiettoria, ascissa curvilinea e legge oraria. Vettori posizione, velocità, accelerazione. Rappresentazione cartesiana e intrinseca. Esempi di moto: rettilineo, parabolico, circolare, oscillatorio. DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE. Principi di Newton, massa inerziale e forza. Principio di sovrapposizione degli effetti. Quantità di moto e impulso. Equilibrio. Esempi di forze e studio del moto: forza gravitazionale, peso, di attrito, elastica, tensione delle funi. CINEMATICA E DINAMICA DEI MOTI RELATIVI, forze apparenti, esempi. LAVORO, POTENZA, ENERGIA cinetica, energia potenziale e conservazione dell’energia meccanica. Energia potenziale della forza peso, della forza gravitazionale, della forza elastica. Energia, forza e stabilità dell’equilibrio. DINAMICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI: equazioni cardinali, centro di massa, forze impulsive, urti, leggi di conservazione. CAMPO GRAVITAZIONALE. Legge di gravitazione universale e leggi di Kepler. Moto di un punto in un campo di forze centrali, velocità areolare, energia totale. Cenni di meccanica del corpo rigido.

Termodinamica

Metodo, sistemi e variabili termodinamici. Equilibrio termico, principio zero e temperatura. Trasformazioni termodinamiche. PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA. Lavoro, calore ed energia interna. Macchine termiche e frigorifere. Capacità termica, calore specifico e calore latente. Gas perfetti: leggi, equazione, proprietà. SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA, enunciati di Kelvin-Planck e Clausius. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Macchina e teorema di Carnot. Rendimento e temperatura termodinamica assoluta. Teorema di Clausius. Entropia e integrale di Clausius, principio di accrescimento dell’entropia, esempi. Cenni di teoria cinetica dei gas perfetti: modello, interpretazione di pressione e temperatura, energia interna e calori molari.