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    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

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    Lezioni 2026

    • 1 - Lunedì 2 marzo

      • Introduzione al corso
      • Metodo sperimentale
      • Grandezze fisiche e unità di misura
      • Cambiamenti unità di misura
      • Notazione scientifica
      • Analisi dimensionale
      • Cifre significative

    • 2 - Mercoledì 4 marzo

      Cinematica unidimensionale

      • Modello del punto materiale e sistema di riferimento spazio-temporale
      • Posizione e spostamento
      • Grafico posizione-tempo
      • Velocità media
      • 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
      • Moto in caduta libera con x0=0 e x0=h

      Esercizi per casa: vedi file

       
      Knight cap. 2: 52, 55, 56, 59, 60, 64, 71, 73

    • Cinematica - esercizi per casa File



    •  
      3 - Giovedì 5 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 e proiezione di un vettore in una data direzione

      Cinematica in due dimensioni

      • Vettori posizione e spostamento, traiettoria
      • Velocità media e istantanea

    •  
      4 - Lunedì 9 marzo

      Moto in due dimensioni

      • 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

      Esercizi

      • Risoluzione esercizi per casa: misura dei riflessi, moto in caduta libera, velocità iniziale di un lancio


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


    • 5 - Mercoledì 11 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 uniformemente accelerato
      • Moto circolare uniforme: periodo e frequenza
      • Moto del proiettile: casi particolari con y0=h0 e con v0,y=0
      • Risoluzione esercizi per casa: inseguimento tra due auto, profondità del pozzo, proiettile su bersaglio



    • 6 - Giovedì 12 marzo 
      • 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
      • Risoluzione esercizi per casa: frenata al semaforo, moto del proiettile sul pianeta Exidor




    • 7 - Lunedì 16 marzo

      Dinamica del punto materiale

      Prima legge di Newton

      • Enunciato ed esempi (satellite, esperimento di Galileo, tavolo ad aria compressa)
      • Sistemi inerziali e non inerziali

      Seconda legge di Newton

      • Forze di contatto e a distanza
      • Forze fondamentali (gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e debole)
      • Massa inerziale e gravitazionale
      • Misura statica di una forza: forza peso
      • Misura dinamica di una forza: forza elastica
      • Diagramma di corpo libero e schema di risoluzione degli esercizi



    • 8 - Mercoledì 18 marzo

      Terza legge di Newton

      • Enunciato, coppie azione-reazione
      • Esempi: corpo su un tavolo, camminata e moto di un veicolo, forza di propulsione

      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

      Reazioni vincolari

      • Dipendenza dalle condizioni esterne, carico di rottura
      • Risoluzione degli esercizi: come calcolare il vincolo dalla seconda legge di Newton
      • Limiti di azione di un vincolo

      Esercizi

      • Correzione di alcune domande del quiz di autovalutazione sulla cinematica
      • Risoluzione esercizi per casa: lancio di un pacco da un aereo

    • 9 - Giovedì 19 marzo

      Corde

      • Modello della corda ideale, tensione e carico di rottura
      • Corda con massa non trascurabile

      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)

      Esercizi

      • Canoa tirata dalle due sponde, semaforo sostenuto da tre corde


      Esercizi per casa

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

    • 10 - Mercoledì 25 marzo

      Forza d'attrito

      • Forza d'attrito statico e forza di primo distacco
      • Forza d'attrito dinamico
      • Cause della forza d'attrito
      • Grafico FA vs F
      • Attrito di rotolamento

      Piano Inclinato

      • Piano inclinato privo d'attrito
      • Piano inclinato con attrito, angolo limite per μS e angolo critico per μd
      • Superficie in movimento
      • Condizioni iniziali e direzione della forza d'attrito

      Esercizi

      • Auto trainata da una corda (esempio 5.6)
      • Trazione di una gamba fratturata (esempio 5.17)

      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 - Giovedì 26 marzo

      Forza di resistenza di un mezzo

      • Resistenza viscosa: dipendenza quadratica dalla velocità, velocità limite
      • Resistenza idraulica: dipendenza lineare dalla velocità, velocità limite, evoluzione temporale di v

      Forza centripeta

      • "Risultante" centripeta
      • Esempi di moto circolare
      • Strategia di risoluzione degli esercizi di dinamica con traiettorie circolari
      • Esercizi di dinamica circolare: macchina in curva con attrito e in curva parabolica senza attrito, giro della morte
      • Velocità massima di camminata

    • 12 - Lunedì 30 marzo

      Dinamica in sistemi di riferimento non inerziali

      • Secondo principio e forze apparenti
      • Casi particolari: corpo fermo nel sistema fisso e corpo fermo nel sistema non inerziale
      • Forza centrifuga
      • Peso apparente

      Oscillatore armonico

      • Corpo attaccato a una molla: equazione differenziale di un oscillatore armonico
      • Equazione del moto e significato di pulsazione, ampiezza e fase
      • Grafici di x, v ed a in funzione del tempo
      • Periodo e frequenza
      • Pendolo: diagramma di corpo libero, equazione differenziale, equazione del moto in approssimazione di piccole oscillazioni

      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 - Mercoledì 1 aprile

      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

      Esercizi

      • Risoluzione di alcune domande del quiz di dinamica

      Schemi risolutivi per gli esercizi di dinamica

      • Moto rettilineo di un corpo 
        • Sottocaso: equilibrio statico o dinamico (moto a velocità costante)
      • Moto rettilineo di più corpi collegati
      • Moto curvilineo di un corpo
        • Sottocaso: moto circolare

    • 14 - Mercoledì 8 aprile
      • Energia cinetica
      • Teorema dell'energia cinetica (dimostrazione per risultante costante e risultante variabile)
      • Forze conservative ed energia potenziale
      • Energia potenziale associata alla forza peso
      • Energia potenziale elastica
      • Formula generale per il calcolo dell'energia potenziale di una forza conservativa
      • Forze centrali ed energia potenziale gravitazionale

    • 15 - Giovedì 9 aprile
      • Conservazione dell'energia meccanica di un oscillatore armonico
      • Forze dissipative e variazione di energia termica
      • Energia totale di un sistema ed equazione lavoro-energia
      • Energia meccanica e sua conservazione in sistemi soggetti solo a forze conservative
      • Modelli energetici di base associati ai differenti casi di sistemi con forze conservative, dissipative ed esterne
      • Conservazione dell'energia meccanica di un oscillatore armonico
      • Grafici di U, K ed Em in funzione di x e di t
      • Derivazione della forza dall'energia potenziale
      • Punti di equilibrio stabile, instabile e indifferenze
      • Potenza


      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 13 aprile

      Impulso, quantità di moto 

      • 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

      Esercizi: correzione di alcune domande del quz su Lavoro ed Energia

    • 17 - Mercoledì 15 aprile

      Urti

      • Urti anaelastici e perfettamente anaelastici in una dimensione
      • Urti elastici in una dimensione: formula generale e casi particolari
      • Urti in due dimensioni
      • Esercizio 16/04/12: Due corpi collegati da una carrucola
      • Esercizio 04/02/13: Pallina in rotazione attorno a un palo

      Esercizi per casa con urti (primo esercizio del compito):

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

    • 18 - Giovedì 16 aprile

      Esercizi

      • Esercizio 24/02/15: Tarzan e la liana
      • Esercizio 13/02/12: caduta di uno scalatore attaccato a una corda elastica
      • Esercizio 18/02/26: pallina con molla e piano inclinato con urto elastico con un pendolo
    • 19 - Lunedì 20 aprile

      Fluidostatica

      • Stati della materia: solido, liquido e gassoso
      • Volume e densità (media e locale)
      • Dipendenza della densità dalla temperatura e comportamento anomalo dell'acqua
      • Pressione associata a una singola forza macroscopica: definizione e unità di misura
      • Pressione in un fluido o in un gas: moto delle particelle

      Esercizi

      • Esercizio 16/07/14: corpo con molla e guida semicircolare
      • Esercizio 14/09/09: frammentazione di un corpo su un piano inclinato
    • 20 - Mercoledì 22 aprile

      Fluidostatica

      • Forze di superficie e di volume
      • Legge di Stevino
      • Principio di Pascal
      • Applicazioni: principio dei vasi comunicanti, manometro a liquido, martinetto idraulico
      • Barometro di Torricelli
      • Paradosso idrostatico (botte di Pascal)
      • Misura della pressione sanguigna

      Esercizi:

      • Correzione di alcune domande del quiz su impulso e urti
      • Esercizio 13/09/2021: Corpo in moto rettilineo urta un corpo vincolato a muoversi su una circonferenza
    • 21 - Giovedì 23 aprile 
      • Legge di Archimede: corpo completamento immerso
      • Legge di Archimede: corpo galleggiante parzialmente immerso
      • Esempi di galleggiamento: iceberg, corpo umano

      Esercizi:

      • Esercizio 11/04/16: Tre corpi collegati con due corde e due carrucole
      • Esercizio 13/06/16: Corpo sollevato da una carrucola con attrito verticale

    • 22 - Mercoledì 29 aprile
      • Energia potenziale associata alla forza di Archimede
      • Embolia gassosa e vescica natatoria

      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
      • 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

      Correzione dell'esonero di meccanica

    • 23 - Giovedì 30 aprile - Leggi di Bernoulli e di Poiseuille 

      Fluidodinamica

      • Legge di Bernoulli
      • Velocità di efflusso
      • Fluidi viscosi e definizione di viscosità
      • Tubo di Venturi con fluidi viscosi
      • Portata di un fluido viscoso e legge di Poiseuille
      • Apparato circolatorio: portata dei capillari, caduta di pressione nei capillari, stenosi dell'arteria carotidea

    • 24 - Lunedì 4 maggio

      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
      • Termometro a gas e temperatura assoluta: gradi Kelvin
      • 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
      • Modello del gas perfetto
      • Equazione di stato del gas perfetto



    • 25 - Mercoledì 6 maggio

      Calorimetria

      • Capacità termica e calore specifico di solidi e liquidi
      • Definizione di sorgente
      • Calore specifico dei gas
      • Calorimetro delle mescolanze
      • Cambiamenti di stato
      • Calore latente di fusione e di ebollizione
      • Sudorazione e calore latente di vaporizzazione
      • Calorimetro a ghiaccio
      • Equazione generale della calorimetria
      • 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 11 maggio

      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

      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

    • 27 - Mercoledì 13 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

      Esercizi di calorimetria

      • 16/07/2010: blocco di ferro immerso in acqua
      • 23/09/2010: cilindro con pistone con massa a contatto con sorgente a T=0°C
      • 27/02/2012: pozzetto con neve e acqua piovana

    • 28 - Giovedì 14 maggio (3 ore)

      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
      • Discorso qualitativo sulle trasformazioni adiabatiche reversibili
      • Formule alternative per il calore in isocore e isobare dei gas perfetti
      • Energia interna in solidi e liquidi

      Esercizi di calorimetria e termodinamica

      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

    • 29 - Lunedì 18 maggio

      Elettrostatica

      • Esperimenti con isolanti e conduttori
      • Elettroscopio a foglie
      • Modello atomico
      • Legge di Coulomb
      • Principio di sovrapposizione
      • Densità di carica lineare, superficiale e volumica
      • Campo elettrico: definizione
      • Campo elettrico di una carica puntiforme

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    Esami ed Esoneri

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