Obiettivi

Comprensione dei concetti fondamentali di fisica classica con particolare riguardo agli aspetti rilevanti per il funzionamento dei calcolatori e delle loro periferiche.

Programma

MECCANICA
Misure. Moto rettilineo: velocità media, velocità istantanea, accelerazione. Esempi ed esercizi.
Moto in due e tre dimensioni. Posizione, spostamento, velocità, accelerazione. Composizione e decomposizione dei moti.
Moto dei proiettili. Moto circolare uniforme e moto armonico
Forze e moto: Le forze. Forza di gravità, forza elastica, forze di attrito. Le forze ed il moto.
Moti relativi: Moti relativi. Sistemi inerziali. Esempi ed esercizi.
Forze e moto: Cenni storici sulla meccanica newtoniana. Le forze della natura.
Massa. Baricentro, moto del baricentro.
Energia cinetica e lavoro: Energia cinetica. Lavoro: lavoro di una forza costante e di una forza
variabile, esempi. Il teorema dell’energia cinetica per il moto di un corpo senza energia interna.
Esempi ed esercizi.
Lavoro ed energia: Lavoro ed energia. Forze conservative e non conservative.
Conservazione dell’energia: Energia interna ad un sistema. Il principio di conservazione dell’energia in generale.
Cenni alla dinamica dei moti rotatori. Equilibrio.
MECCANICA DEI FLUIDI
I fluidi: Densità e pressione. Misura della pressione. Principio di Pascal. Principio di Archimede.
Dinamica dei fluidi: Linee di flusso ed equazione di continuità. Equazione di Bernoulli ed applicazioni.
TERMOLOGIA E TERMIDINAMICA
Calorimetria: Temperatura e calore. Esempi ed esercizi.
Il primo principio della termodinamica. Trasmissione del calore. Equazione di stato dei gas perfetti.
Temperatura assoluta e gas: Equazione di stato dei gas perfetti. Il modello molecolare dei gas perfetti. La temperatura assoluta. Cenno ai gas reali.
Macchine termiche e frigorifere.
Il secondo principio della termodinamica. Cenni al terzo principio della termodinamica.
Propagazione del calore.
ELETTROSTATICA
Carica elettrica e campo elettrico: Carica elettrica, conservazione della carica. Legge di Coulomb.
Campo elettrico.
La carica dell’elettrone. Il concetto di campo. Legge di Gauss per il campo gravitazionale ed elettrostatico.
Energia potenziale e potenziale elettrico.
Capacità e condensatori: Capacità e condensatori. Condensatori piani. Calcolo della capacità.
Condensatori in serie e parallelo. L’oscillografo.
Energia immagazzinata nel campo elettrico. Dielettrici.
CORRENTI ELETTRICHE CONTINUE
Cariche in movimento, densità di corrente e corrente elettrica.
Legge di Ohm. Potenze nei circuiti elettrici. Dissipazione della potenza. Elettrolisi.
Resistenze in serie e parallelo. Esempi ed esercizi. Cenno ai superconduttori.
Generatori di f.e.m. Resistenza interna. Generatori di tensione e di corrente. Cenni ai semiconduttori.
Circuiti in corrente continua. Amperometri, voltmetri, Ohmetri. Esempi ed esercizi.
Principi di Kirchhoff. Esempi ed esercizi
INTRODUZIONE ALL’ELETTRONICA
Carica e scarica di un condensatore. Elementi non lineari. Diodo a giunzione.
Il LED. Il transistore a giunzione e ad effetto di campo: principio di funzionamento.
Applicazioni dei transistori: Il transistore come amplificatore, il transistore come interruttore.
CAMPI MAGNETICI STATICI
Il campo magnetico. Legge di Ampère. Solenoidi e toroidi
Dipolo magnetico. Il teorema di Gauss per il campo magnetico. Equivalenza di una spira percorsa
da corrente con un dipolo magnetico.
Fenomeni magnetici e struttura della materia. Cenno al ferromagnetismo.
CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI E INTRODUZIONE
ALL’ELETTRODINAMICA
Legge di induzione di Faraday-Lenz. Esempi ed applicazioni.
Considerazioni energetiche. Alternatori e motori. Induttori ed induttanza.
Energia immagazzinata in un campo magnetico. Mutua induttanza, Campi magnetici indotti. Corrente di spostamento. Cenno alle equazioni di Maxwell.
Propagazione dell’onda elettromagnetica: trattazione qualitativa. Velocità della luce. Trasporto di energia.
Cenno ai fenomeni ondulatori: interferenze e diffrazione.
INTRODUZIONE ALL’OTTICA
Riflessione, rifrazione. Il prisma e la scomposizione della luce. Le fibre ottiche.
Introduzione all’ottica geometrica. Immagini. Proprietà delle lenti.
CIRCUITI IN CORRENTE ALTERNATA
Oscillazioni LC. L’analogia tra oscillazioni in corrente alternata e gli oscillatori in meccanica.
Corrente alternata.
Ciruiti in corrente alternata. Cenno alla analisi di Fourier. Il trasformatore
Oscillazioni smorzate. Oscillazioni forzate.
CENNI DI STRUTTURA DELLA MATERIA ED APPLICAZIONI
Cenni alla struttura atomica. Tavola periodica degli elementi.
Laser e luce laser. Principio di funzionamento del laser.

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula con soluzione di problemi

Modalità di valutazione

L’esame è costituito da una prova scritta eventualmente seguita da una prova orale nei casi in cui la prova scritta sia leggermente insufficiente o lo studente reputi la sua preparazione superiore al risultato conseguito o, infine, a giudizio del docente.
La prova scritta è costituita da quesiti a scelta multipla. Il voto in trentesimi è proporzionale al numero di risposte corrette. La prova è valida per la sola sessione di esame in cui è stata effettuata.

Testi consigliati

Halliday – Resnick: Fondamenti di fisica – Sesta edizione Casa Editrice Ambrosiana (Anche le edizioni precedenti vanno bene).

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