Indice degli argomenti

  • Introduzione

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    Roberto Maoli
    roberto.maoli@uniroma1.it
    Dipartimento di Fisica - Edificio G. Marconi - I piano - stanza 120

    Ricevimento:
    Lunedì 14.30-16.00
    Mercoledì 14.30-16.00

    Iscrizioni qui

    Obiettivi dell'insegnamento 

    Conoscenza dei fenomeni fisici fondamentali, e della loro descrizione mediante leggi e modelli matematici. Capacità di individuare le grandezze fisiche e le leggi caratteristiche di un fenomeno; capacità di calcolare analiticamente e numericamente i valori di queste grandezze a partire dalle leggi e dai modelli matematici che descrivono tale fenomeno. Acquisizione - attraverso la soluzione di semplici problemi di fisica - della capacità di ragionamento scientifico rigoroso.

    Libri di testo

    Si consiglia: 
    Fondamenti di fisica. Un approccio strategico, Knight Jones Field, Piccin
    In alternativa: 
    Fisica 1 e 2, Ferrari Luci Mariani Pelissetto, Idelson-Gnocchi
    Principi di FIsica, Serway Jewett, EdiSES
    Halliday-Resnik: Fondamenti di Fisica, Jearl Walker, Ambrosiana
    Altri libri di fisica generale a livello universitario (chiedere conferma al docente) 

     
    Formulari
    Utili formulari preparati dagli studenti tutor

  • Lezioni 2024

    • 1 - Lunedì 4 marzo (3 ore)

      • Introduzione al corso
      • Metodo sperimentale
      • Grandezze fisiche e unità di misura
      • Cambiamenti unità di misura
      • Notazione scientifica
      • Analisi dimensionale
      • Cifre significative
      Cinematica unidimensionale
      • Modello del punto materiale e sistema di riferimento spazio-temporale
      • Posizione e spostamento
      • Grafico posizione-tempo
      • Velocità media

    • 2 - Mercoledì 6 marzo
      • Velocità istantanea
      • Grafico velocità-tempo
      • Accelerazione media e istantanea
      • Moto rettilineo uniforme
      • Moto uniformemente accelerato
      • Moto vario: interpretazione dei grafici x vs t e v vs t
      • Moto in caduta libera
      Esercizi per casa: vedi file
      Knight cap. 2: 52, 55, 56, 59, 60, 64, 71, 73

    • Icona Risorsa
      Cinematica - esercizi per casa File



    • 3 - Giovedì 7 marzo
      • Grandezze scalari e vettoriali
      • Vettori, versori e loro rappresentazione in due dimensioni
      • Operazioni tra vettori: trasporto parallelo, addizione, sottrazione e moltiplicazione per uno scalare
      • Prodotto scalare
      Esercizi
      • Moto in caduta libera con x0=h
      • Misura dei riflessi, velocità iniziale sapendo hmax


    • 4 - Lunedì 11 marzo (3 ore)
      Moto in due dimensioni
      • Vettori posizione e spostamento, traiettoria
      • Velocità media e istantanea
      • Accelerazione media e istantanea
      • Accelerazione tangenziale e centripeta
      • Moto del proiettile: equazioni generali per posizione e velocità in x e y
      • Moto del proiettile: caso particolare con x0=y0=0, traiettoria parabolica, tempo di volo, gittata, altezza massima e direzione della velocità durante il moto
      • Moto del proiettile: caso particolare con y0=h e v0,y=0
      • Risoluzione esercizi per casa: inseguimento tra due auto, profondità del pozzo

      Esercizi per casa: Knight cap. 3: 31, 32, 34, 37, 38, 47, 61, 63, 66, 67, 69, 74


    • 5 - Mercoledì 13 marzo
      • Moto circolare: radianti, equivalenza con un moto unidimensionale con s=Rθ
      • Moto circolare: definizione di posizione angolare, velocità angolare e accelerazione angolare
      • Accelerazione tangenziale e centripeta
      • Moto circolare uniforme: periodo e frequenza
      • Risoluzione esercizi per casa: proiettile su bersaglio


    • 6 - Lunedì 18 marzo (3 ore)
      • Sistemi di riferimento fissi e in moto
      • Trasformazioni delle coordinate, della velocità e dell'accelerazione
      • Caso di un corpo fermo nel sistema di riferimento in moto
      • Esempio del moto parabolico nei due sistemi di riferimento
      • Velocità e accelerazione centripeta associate ai moti di rotazione e rivoluzione terrestre
      • Correzione di alcune domande del quiz sulla cinematica
      Dinamica del punto materiale
      • Prima legge di Newton: enunciato ed esempi (satellite, esperimento di Galileo, tavolo ad aria compressa)
      • Sistemi inerziali
      • Seconda legge di Newton



    • 7 - Mercoledì 20 marzo
      Dinamica del punto materiale
      • Forze di contatto e a distanza
      • Forze fondamentali (gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e debole)
      • Seconda legge di Newton
      • Massa inerziale e gravitazionale
      • Misura statica di una forza: forza peso
      • Misura dinamica di una forza: forza elastica
      • Diagramma di corpo libero
      Legge di gravitazione universale
      • Forma vettoriale, corpi sferici, principio di sovrapposizione
      • Principio di equivalenza tra massa gravitazionale e massa inerziale
      • Calcolo di g dalla legge di gravitazione universale


    • 8 - Giovedì 21 marzo
      • Terza legge di Newton: enunciato, coppie azione-reazione
      • Esempi: corpo su un tavolo, camminata e moto di un veicolo, forza di propulsione
      • Reazioni vincolari: dipendenza dalle condizioni esterne, carico di rottura
      • Risoluzione di esercizi: come calcolare il vincolo dalla seconda legge di Newton
      • Limiti di azione di un vincolo
      • Corde: modello della corda ideale, tensione e carico di rottura
      • Corda con massa non trascurabile

      Eserzizio: moto di una canoa sotto l'azione di due forze


    • 9 - Lunedì 25 marzo (3 ore)
      • Carrucola ideale
      • Soluzione di esercizi con più corpi con moto collegato (corpi a contatto, agganciati o collegati con corde  e carrucole)
      • Macchina di Atwood (carrucola semplice)
      • Forza d'attrito statico
      • Forza d'attrito dinamico
      • Cause della forza d'attrito
      • Grafico FA vs F
      • Attrito di rotolamento
      • Forza di resistenza di un mezzo
      • Resistenza idraulica 
      • Resistenza viscosa

        Esercizi per casa        : 
        Knight cap. 4: 14, 15, 19, 36, 39, 42, 47, 62, 65, 66

    • 10 - Mercoledì 27 marzo
      • Piano inclinato privo d'attrito
      • Esperimento di Galileo
      • Piano inclinato con attrito, angolo limite per μS e angolo critico per μd
      • "Risultante" centripeta
      • Esempi di moto circolare
      • Strategia di risoluzione degli esercizi di dinamica con traiettorie circolari
      Esercizi per casa: 
      Knight cap. 5: 4, 13, 25, 31, 33, 41, 44, 47, 48, 52, 55, 56, 
                               59, 61, 64, 65, 71, 74, 75
                   (privilegiare gli esercizi in grassetto e quelli 
                    del cap.5 rispetto a quelli del cap. 4)

    • 11 - Mercoledì 3 aprile
      • Dinamica in sistemi non inerziali: secondo principio e forze apparenti
      • Casi particolari: corpo fermo nel sistema fisso e corpo fermo nel sistema non inerziale
      • Forza centrifuga
      • Effetti della rotazione terrestre su g
      • Peso apparente
      • Esercizi di dinamica circolare: macchina in curva parabolica, giro della morte, velocità massima di camminata

    • 12 - Giovedì 4 aprile
      • Oscillatore armonico: soluzione dell'equazione differenziale
      • Grafici posizione, velocità e accelerazione vs tempo
      • Pendolo: componente radiale e tangenziale delle forze
      • Pendolo: soluzione dell'equazione differenziale in approssimazione di piccole oscillazioni
      • Isocronismo del pendolo e principio di equivalenza
      • Esercizi: correzione di alcune domande del quiz di dinamica
      Esercizi per casa: 

      I seguenti esercizi sono risolvibili tutti con un approccio dinamico, a parte le domande in cui si chiede esplicitamente di calcolare il lavoro:

      16/04/2012 primo esercizio

      04/02/2013 primo esercizio

      24/06/2013 primo esercizio

      15/07/2013 primo esercizio

      11/02/2014 primo esercizio


    • 13 - Lunedì 8 aprile (3 ore)
      Energia e Lavoro
      • Introduzione al concetto di energia
      • Energia totale di un sistema e scambi con l'ambiente
      • Modello energetico di base
      • Definizione di lavoro
      • Lavoro di una forza costante
      • Lavoro di una forza variabile
      • Definizione di energia cinetica
      • Teorema dell'energia cinetica
      • Forze conservative ed energia potenziale
      • Energia potenziale associata alla forza peso

    • 14 - Mercoledì 10 aprile
      • Forze conservative ed energia potenziale
      • Energia potenziale elastica
      • Formula generale per il calcolo dell'energia potenziale di una forza conservativa
      • Forze centrali ed energia potenziale gravitazionale
      • Forze dissipative e variazione di energia termica
      • Energia meccanica e sua conservazione in sistemi soggetti solo a forze conservative
      • Lavoro delle forze non conservative

    • 15 - Giovedì 11 aprile
      • Potenza
      • Conservazione dell'energia meccanica di un oscillatore armonico
      • Grafici di U, K ed Em in funzione di t e di x
      • Forza come derivata dell'energia potenziale
      • Energia potenziale e punti di equilibrio stabile e instabile
      Esercizio 16-04-2012: due corpi collegata da corda e carrucola
      Esercizi per casa da risolvere con approccio dinamico o energetico (primo esercizio del compito):

      11-04-2016; 13-06-2016; 05-07-2017; 13-09-2017; 24-02-2015; 

      16-07-2014; 08-02-2016; 13-02-2012; 07-07-2011



    • 16 - Lunedì 15 aprile (3 ore)
      Impulso, quantità di moto e urti
      • Definizione di impulso, forza media e tempo d'interazione
      • Definizione di quantità di moto e teorema dell'impulso
      • Applicazioni: sistemi di protezione in caso di urto
      • Riformulazione della seconda legge di Newton con la quantità di moto
      • Forze impulsive ed approssimazione impulsiva
      • Prima equazione cardinale della meccanica
      • Conservazione della quantità di moto totale nei sistemi isolati

      • Correzione quiz Lavoro ed Energia

    • 17 - Mercoledì 17 aprile
      • Urti anaelastici e perfettamente anaelastici in una dimensione
      • Urti elastici in una dimensione: formula generale e casi particolari
      • Urti in due dimensioni
      • Esercizio: urto tra proiettile e pendolo: caso completamente anaelastico, elastico o con traiettoria inclinata
      • Esercizio 13/02/12: Scalatore con corda elastica

    • 18 - Giovedì 18 aprile
      • Esercizio 11/04/16: tre corpi collegati con due carrucole
      • Esercizio 04/02/13: pallina attaccata al palo con un filo
      • Esercizio 24/02/15: Tarzan e la liana

    • 19 - Lunedì 22 aprile (3 ore)
      Fluidostatica
      • Stati della materia: solido liquido e gassoso
      • Volume e densità
      • Pressione associata a una singola forza macroscopica: definizione e unità di misura
      • Pressione in un fluido o in un gas: moto delle particelle
      • Fluidostatica: forze di superficie e di volume
      • Legge di Stevino

      • Esercizio 13/06/16: corpo con carrucola e attrito con muro verticale
      • Esercizio 16/07/14: corpo con molla e guida circolare
      • Esercizio 15/07/13: corpo in moto circolare con molla e poi moto rettilineo con attrito
      Esercizi per casa con urti (primo esercizio del compito):

      14/09/09   25/09/17   19/02/18   13/09/21


    • 20 - Mercoledì 24 aprile
      Fluidostatica
      • Legge di Pascal
      • Applicazioni: principio dei vasi comunicanti
      • Manometro a liquido
      • Martinetto idraulico
      • Barometro di Torricelli
      • Pressione sanguigna e sua misurazione
      • Esercizi di meccanica

    • 21 - Lunedì 29 aprile (3 ore)
      • Legge di Archimede: corpo completamento immerso
      • Legge di Archimede: corpo galleggiante parzialmente immerso
      • Esempi di galleggiamento: iceberg, barca, corpo umano
      • Embolia gassosa e vescica natatoria
      • Energia potenziale associata alla forza di Archimede
      Fluidodinamica
      • Elemento di fluido, linee di flusso e tubo di flusso
      • Fluidi ideali e viscosi, moto laminare e turbolento, regime di flusso
      • Legge di conservazione della portata

      • Correzione esonero

    • 22 - Giovedì 2 maggio
      Fluidodinamica
      • Fluido in moto orizzontale: effetto Venturi
      • Calcolo del gradiente di pressione in funzione della variazione di velocità
      • Tubo di Venturi per un fluido ideale
      • Applicazioni dell'effetto Venturi: collina, ala di aereo, case scoperchiate dal vento, aneurisma e flatter vascolare
      • Equazione di Bernoulli

    • 23 - Lunedì 6 maggio (3 ore)
      • Fluidi viscosi e definizione di viscosità
      • Tubo di Venturi con fluidi viscosi
      • Portata di un fluido viscoso ed equazione di Poiseuille
      • Applicazioni dell'equazione di Bernoulli: velocità di efflusso
      • Apparato circolatorio: portata dei capillari, caduta di pressione nei capillari, stenosi dell'arteria carotidea
      Termodinamica
      • Definizioni: sistemi termodinamici e variabili di stato
      • Equilibrio termico e principio zero della termodinamica
      • Calore come flusso di energia
      • Interpretazione microscopica della temperatura
      • Scale termometriche: gradi Celsius e gradi Fahrenheit
      • Temperatura assoluta: gradi Kelvin


    • 24 - Mercoledì 8 maggio
      Termodinamica
      • Trasformazioni termodinamiche reversibili e irreversibili
      • Trasformazioni isobare: legge di Charles - Gay Lussac
      • Trasformazioni isocore: II legge di Gay Lussac
      • Trasformazioni isoterme: legge di Boyle - Mariotte e piano di Clapeyron
      • Equazione di stato dei gas perfetti
      • Definizione di mole

    • 25 - Giovedì 9 maggio
      Calorimetria
      • Capacità termica e calore specifico di solidi e liquidi
      • Definizione di sorgente
      • Calore specifico dei gas
      • Equazione generale della calorimetria
      • Calorimetro delle mescolanze
      • Cambiamenti di stato
      • Calore latente di fusione e di ebollizione
      • Sudorazione e calore latente di vaporizzazione
      • Calorimetro a ghiaccio
      • Grafico riassuntivo di T vs Q per un corpo

      Suggerimenti esercizi di calorimetria:
      16/07/2010, 27/02/2012, 23/09/2010, 22/09/2011
      22/06/2011, 22/02/2016, 08/02/2017, 05/02/2018

    • 26 - Lunedì 13 maggio (3 ore)
      Teoria cinetica dei gas
      • Interpretazione microscopica di pressione e temperatura per un gas perfetto
      • Formule per la velocità quadratica media
      • Gradi di libertà e principio di equipartizione dell'energia
      • Energia cinetica media di una particella e di un gas perfetto

      Termodinamica
      • Lavoro in termodinamica: introduzione, lavoro per un gas, in particolare per trasformazioni reversibili
      • Interpretazione grafica nel piano di Clapeyron per trasformazioni singole e per cicli termodinamici
      • Casi particolari: trasformazioni isocore, trasformazioni isobare reversibili, trasformazioni isoterme reversibili di un gas perfetto, trasformazioni irreversibili con pext=cost
      Correzione quiz pressione, densità e fluidi

    • 27 - Mercoledì 15 maggio
      Primo principio della termodinamica
      • Mulinello di Joule
      • Enunciato del primo principio
      • Energia termica (o interna) come funzione di stato
      • Espansione adiabatica nel vuoto di un gas perfetto
      • Energia interna di un gas perfetto
      • Ulteriori contributi all'energia interna di un sistema termodinamico
      Calori specifici del gas
      • Gas perfetti: calore specifico a volume costante
      • Calore specifico a pressione costante e relazione di Mayer
      • Discorso generale sui calori specifici associati a una trasformazione

      Suggerimenti esercizi di termodinamica:
      11/02/2014, 06/07/2015, 04/02/2013, 21/06/2017
      15/07/2013, 23/09/2013, 03/11/2017

    • 28 - Giovedì 16 maggio
      • Discorso qualitativo sulle trasformazioni adiabatiche reversibili
      • Formule alternative per il calore in isocore e isobare dei gas perfetti
      • Dilatazione termica in solidi e liquidi
      • Energia interna in solidi e liquidi
      Esercizi di calorimetria e termodinamica

    • 29 - Lunedì 20 maggio (3 ore)
      Elettrostatica
      • Esperimenti con isolanti e conduttori
      • Elettroscopio a foglie
      • Modello atomico
      • Legge di Coulomb
      • Principio di sovrapposizione
      • Densità di carica lineare, superficiale e volumica
      Esercizi di calorimetria e termodinamica


    • 30 - Mercoledì 22 maggio
      • Campo elettrico: definizione
      • Capo elettrico di una carica puntiforme
      • Linee di forza del campo elettrico (criterio di Faraday)
      • Esempi di linee di forza
      • Flusso di un campo vettoriale: v=cost e v≠cost
      • Interpretazione della portata come flusso del campo di velocità
      • Flusso del campo elettrico
      • Teorema di Gauss: enunciato e dimostrazione per una carica puntiforme al centro di una superfice immaginaria sferica
      • Generalizzazione a superfici chiuse qualsiasi
      • Flusso per cariche esterne alla superfice chiusa

    • 31 - Giovedì 23 maggio
      • Uso del teorema di Gauss per calcolare il campo elettrico di distrribuzioni di carica ad alta simmetria
      • Campo elettrico per cariche con simmetria sferica: caso del guscio sferico
      • Campo elettrico di un filo infinito omogeneamente carico
      • Campo elettrico di una lastra piana infinita omogeneamente carica
      Esercizi
      • Correzione dei quiz di termodinamica
      Suggerimenti per casa:
      • Teorema di Gauss per il campo gravitazionale
      • Campo elettrico di una sfera carica omogeneamente

    • 32 - Lunedì 27 maggio (3 ore)
      • Campo elettrico di un doppio strato
      • Teorema di Gauss per il campo gravitazionale
      • Forza elettrostatica come forza conservativa: lavoro ed energia potenziale
      • Energia potenziale di una carica puntiforme e definizione del punto a energia zero
      • Potenziale elettrostatico: definizione e principio di sovrapposizione
      • Potenziale elettrostatico di una carica puntiforme e di più cariche
      • Proprietà delle superfici equipotenziali
      • Potenziale elettrostatico di un guscio sferico omogeneamente carico
      • Differenza di potenziale elettrostatico di un filo infinito omogeneamente carico
      • Differenza di potenziale elettrostatico di una lamina infinita omogeneamente carica
      Esercizi
      • 09/07/2012: carica puntiforme con due lamine perpendicolari

        Suggerimenti esercizi di elettrostatica:
        03/11/2017, 24/06/2014, 19/11/2012 
        17/09/2012, 21/06/2017, 13/09/2017, 17/11/2014




  • Esami ed Esoneri

    Evidenziato