PARTE 1 (Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica 1) Cinematica del punto: moto rettilineo 1.1 Introduzione, 1.2 Moto rettilineo, 1.3 Velocità del moto rettilineo, 1.4 Accelerazione nel moto rettilineo, 1.5 Moto verticale di un corpo, 1.6 Moto armonico semplice. Cinematica del punto: moto nel piano 2.1 Moto nel piano. Posizione e velocità, 2.2 Accelerazione nel moto piano, 2.3 Moto circolare, 2.4 Moto parabolico dei corpi, 2.5 Moto nello spazio, 2.6 Riepilogo sulla cinematica del punto. Dinamica del punto: le leggi di Newton 3.1 Principio d’inerzia. Introduzione del concetto di forza, 3.2 Leggi di Newton, 3.3 Quantità di moto. Impulso, 3.4 Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari, 3.5 Classificazione delle forze, 3.6 Azione dinamica delle forze, 3.7 Forza peso, 3.8 Forza di attrito radente, 3.9 Piano inclinato, 3.10 Forza elastica, 3.11 Forza di attrito viscoso, 3.12 Forze centripete, 3.13 Pendolo semplice, 3.14 Tensione dei fili, 11.2 La forza gravitazionale (cenni). Dinamica del punto: lavoro, energia, momento 4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica, 4.2 Lavoro della forza peso, 4.3 Lavoro di una forza elastica, 4.4 Lavoro di una forza d’attrito radente, 4.5 Forze conservative, Energia potenziale, 4.6 Conservazione dell’energia meccanica, 4.7 Momento angolare. Momento della forza, 4.8 Riepilogo sulla dinamica del punto. Moti relativi 5.1 Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative (cenni), 5.2 Sistemi di riferimento inerziali. 5.3 Moto di trascinamento traslatorio rettilineo. Dinamica dei sistemi di punti materiali 6.1 Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne, 6.2 Centro di massa di un sistema di punti. Teorema del moto del centro di massa, 6.3 Conservazione della quantità di moto, 6.4 Teorema del momento angolare, 6.5 Conservazione del momento angolare, 6.8 Il teorema dell’energia cinetica, 7.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà, 7.3 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. Fenomeni d’urto 8.1 Urti tra due punti materiali, 8.2 Urto completamente anelastico, 8.3 Urto elastico. Meccanica dei fluidi- 9.1 Generalità 9.2 Statica dei Fluidi 9.3 Principio di Archimede 10 Oscillazioni 11. Gravitazione Primo principio della termodinamica 12.1 Sistemi e stati termodinamici, 12.2 Equilibrio termodinamico, 12.3 Definizione di temperatura. Termometri, 12.4 Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore, 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna, 12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore, 12.7 Calorimetria, 12.8 Processi isotermi. Gas Ideali 13.1 leggi dei gas ed equazione di stato dei gas ideali. 13.3 Trasformazioni di un gas . 13.4 Calori specifici.13.5 Energia interna di un gas ideale 13.6 Studio di alcune trasformazioni.13.7 Trasformazioni cicliche Secondo principio della termodinamica 14.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica.14.2 reversibilità e irreversibilità.14.3 Teorema di Carnet- 14.5teorema di Clausius. 14.6 Funzione di stato entropia. 14.7 Il principio di aumento dell’entropia- 14.8 Calcoli di variazioni di entropia PARTE 2 (Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica 2) Forza elettrostatica. Campo elettrostatico 1.1 Cariche elettriche. Isolanti e conduttori, 1.2 Struttura elettrica della materia, 1.3 La legge di Coulomb, 1.4 Campo elettrostatico, 1.5 Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di cariche, 1.6 Linee di forza del campo elettrostatico, 1.7 Moto di una carica in un campo elettrostatico. Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico 2.1 Lavoro della forza elettrica. Tensione, potenziale, 2.2 Calcolo del potenziale elettrostatico, 2.3 Energia potenziale elettrostatica, 2.4 Il campo come gradiente del potenziale, 2.5 Superfici equipotenziali,, 2.7 Il dipolo elettrico, 2.8 La forza su un dipolo elettrico (solo caso del campo uniforme). La legge di Gauss 3.1 Flusso del campo elettrostatico. Legge di Gauss, 3.2 Dimostrazione della legge di Gauss, 3.3 Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. Conduttori. Energia elettrostatica 4.1 Conduttori in equilibrio, 4.2 Conduttore cavo. Schermo elettrostatico, 4.3 Condensatori, 4.4 Collegamento dei condensatori, 4.5 Energia del campo elettrostatico, 4.6 Dielettrici. La costante dielettrica, 4.7 Polarizzazione dei dielettrici (Cenni), 4.8 Equazioni generali dell’elettrostatica in presenza di dielettrici. Corrente elettrica 5.1 Conduzione elettrica, 5.2 Corrente elettrica. Corrente elettrica stazionaria, 5.3 Legge di Ohm della conduzione elettrica, 5.5 Resistori in serie e in parallelo, 5.6 Forza elettromotrice. Legge di Ohm generalizzata, 5.7 Carica e scarica di un condensatore attraverso un resistore. Campo magnetico. Forza magnetica 6.1 Interazione magnetica. Campo magnetico, 6.2 Elettricità e magnetismo, 6.3 Forza magnetica su una carica in moto, 6.4 Forza magnetica su un conduttore percorso a corrente, 6.5 Momenti meccanici su circuiti piani, 6.7 Moto di una particella carica in un campo magnetico B. Sorgenti del campo magnetico. Legge di Ampère 7.1 Campo magnetico prodotto da una corrente, 7.2 Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari, 7.3 Azioni elettrodinamiche fra fili percorsi da corrente, 7.4 Legge di Ampère, 7.5 Proprietà magnetiche della materia. Permeabilità e suscettività magnetica( cenni) 7.6 Meccanismi di magnetizzazione e correnti amperiane (Cenni), 7.7 La legge di Gauss per il campo magnetico, 7.8 Equazioni generali della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati(cenni). Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo 8.1 Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, 8.2 Origine del campo elettrico indotto e della f.e.m. indotta, 8.3 Applicazioni della legge di Faraday, 8.4 Autoinduzione, 8.5 Energia magnetica, 8.6 Induzione mutua, 8.7 Legge di Ampère-Maxwell, 8.8 Le equazioni di Maxwell, 10.1 Cenni alle onde elettromagnetiche, 10.2 Cenni alle onde elettromagnetiche piane, 10.3 Cenno alla deduzione delle onde elettromagnetiche piane dalle equazioni di Maxwell.

 Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica 1 – Meccanica e Termodinamica, 2a Edizione, Editore Edises, Napoli (La parte 1 del programma d’esame del corso segue la numerazione dei paragrafi del testo).  Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica 2 - Elettromagnetismo, 2a Edizione, Editore Edises, Napoli (La parte 2 del programma d’esame del corso segue la numerazione dei paragrafi del testo).  Michelotti, Fisica generale - Esercizi svolti per corsi del nuovo ordinamento universitario, 3° Edizione, Editore Esculapio, Bologna.

Forza elettrostatica. Campo elettrostatico 1.1 Cariche elettriche. Isolanti e conduttori, 1.2 Struttura elettrica della materia, 1.3 La legge di Coulomb, 1.4 Campo elettrostatico, 1.5 Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di cariche, 1.6 Linee di forza del campo elettrostatico, 1.7 Moto di una carica in un campo elettrostatico. Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico 2.1 Lavoro della forza elettrica. Tensione, potenziale, 2.2 Calcolo del potenziale elettrostatico, 2.3 Energia potenziale elettrostatica, 2.4 Il campo come gradiente del potenziale, 2.5 Superfici equipotenziali,, 2.7 Il dipolo elettrico, La legge di Gauss 3.1 Flusso del campo elettrostatico. Legge di Gauss, 3.2 Dimostrazione della legge di Gauss, 3.3 Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. Conduttori. Energia elettrostatica 4.1 Conduttori in equilibrio, 4.2 Conduttore cavo. Schermo elettrostatico, 4.3 Condensatori, 4.4 Collegamento dei condensatori, 4.5 Energia del campo elettrostatico, 4.6 Dielettrici. La costante dielettrica (cenni) 4.7 Polarizzazione dei dielettrici (Cenni), 4.8 Equazioni generali dell’elettrostatica in presenza di dielettrici (Cenni). Corrente elettrica 5.1 Conduzione elettrica, 5.2 Corrente elettrica. Corrente elettrica stazionaria, 5.3 Legge di Ohm della conduzione elettrica, 5.4 Modello classico della conduzione elettrica, 5.5 Resistori in serie e in parallelo, 5.6 Forza elettromotrice. Legge di Ohm generalizzata, 5.7 Carica e scarica di un condensatore attraverso un resistore. Campo magnetico. Forza magnetica 6.1 Interazione magnetica. Campo magnetico, 6.2 Elettricità e magnetismo, 6.3 Forza magnetica su una carica in moto, 6.4 Forza magnetica su un conduttore percorso a corrente, 6.5 Momenti meccanici su circuiti piani, 6.7 Moto di una particella carica in un campo magnetico B. Sorgenti del campo magnetico. Legge di Ampère 7.1 Campo magnetico prodotto da una corrente, 7.2 Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari, 7.3 Azioni elettrodinamiche fra fili percorsi da corrente, 7.4 Legge di Ampère, 7.5 Proprietà magnetiche della materia. Permeabilità e suscettività magnetica( cenni) 7.6 Meccanismi di magnetizzazione e correnti amperiane (Cenni), 7.7 La legge di Gauss per il campo magnetico, 7.8 Equazioni generali della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati(cenni). Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo 8.1 Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, 8.2 Origine del campo elettrico indotto e della f.e.m. indotta, 8.3 Applicazioni della legge di Faraday, 8.4 Autoinduzione, 8.5 Energia magnetica 8.7 Legge di Ampère-Maxwell, 8.8 Le equazioni di Maxwell.

Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica 1 – Meccanica e Termodinamica, 2 a Edizione, Editore Edises, Napoli (La parte 1 del programma d’esame del corso segue la numerazione dei paragrafi del testo). Mazzoldi-Nigro-Voci, Elementi di Fisica 2 - Elettromagnetismo, 2 a Edizione, Editore Edises, Napoli (La parte 2 del programma d’esame del corso segue la numerazione dei paragrafi del testo). Michelotti, Fisica generale - Esercizi svolti per corsi del nuovo ordinamento universitario, 3° Edizione, Editore Esculapio, Bologna.

Corso di laurea in Ingegneria Informatica e Automatica - A.A. 2019/20 Programma del corso: Fisica Docenti: Prof. Massimo Germano, Prof. Adriano Alippi, Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura. (Intr.1-6) Cinematica del punto materiale Sistemi di riferimento. Modello di punto materiale. Traiettoria. Equazioni del moto: equazione oraria e moti componenti. Vettori spostamento, velocità e accelerazione. Moto rettilineo uniforme, uniformemente accelerato, circolare uniforme, armonico. Moti centrali e velocità areolare. Moto dei gravi. Grandezze cinematiche nei moti relativi. Dinamica del punto materiale Legge d'inerzia e terne inerziali. Forza e massa inerziale. Primo, secondo e terzo principio della dinamica. Interazioni fondamentali. Quantità di moto e impulso di una forza: conservazione della quantità di moto. Forza peso, forze elastiche, reazioni vincolari, forze di attrito, resistenze passive. Oscillatore armonico: oscillazioni libere, smorzate e forzate. Pendolo semplice. Momento di una forza rispetto a un punto e rispetto a un asse. Momento della quantità di moto e impulso del momento: conservazione del momento della quantità di moto. Sistemi di riferimento non inerziali: forze apparenti, forze centrifughe e di Coriolis. Lavoro ed energia per il punto materiale Lavoro ed energia cinetica. Potenza. Teorema delle forze vive. Campi di forza conservativi ed energia potenziale: conservazione dell'energia meccanica. Energia potenziale della forza peso e delle forze elastiche. Forze non conservative. Massa inerziale e gravitazionale. Meccanica dei sistemi di punti materiali e meccanica dei corpi rigidi Centro di massa: definizione e proprietà. Quantità di moto di un sistema di punti materiali: conservazione e variazione temporale. Momento della quantità di moto di un sistema di punti materiali: conservazione e variazione temporale. Urti centrali normali. Cinematica e dinamica del corpo rigido. Risultante e momento risultante di un sistema di forze. Corpo girevole intorno a un asse fisso: momento d'inerzia rispetto a un asse. Energia cinetica di un corpo rigido libero. Statica del corpo rigido. Meccanica dei corpi deformabili e meccanica dei fluidi Cenni di struttura della materia. Stato solido, liquido e gassoso. Reticolo cristallino e forze interatomiche. Sforzi e deformazioni; deformazioni elastiche e plastiche. Legge di Hooke. I fluidi: liquidi e gas. Forze di volume e di superficie: pressione in un punto di un fluido. Principio di Pascal. Equazione della statica dei fluidi. Fluidi pesanti: la pressione idrostatica. Principio di Archimede. Termologia Temperatura. Scale termometriche e termometri. Espansione termica dei solidi e dei fluidi. Quantità di calore. Calorimetri e caloria. Capacità termica e calori specifici. Primo principio della termodinamica Sistemi termodinamici, variabili di stato. Equilibrio termodinamico e trasformazioni. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Equazioni di stato. Lavoro in trasformazioni reversibili. Calore ed energia: equivalente meccanico della caloria. Primo principio della termodinamica; energia interna e conservazione dell' energia. Capacità termiche e calori specifici. Processi isotermi e processi adiabatici. (Cap XI, 1-9 e 11-12) Stati gassoso e liquido della materia Equazione di stato per i gas perfetti. Energia interna dei gas perfetti. Primo principio della termodinamica per i gas perfetti e trasformazioni di gas perfetti. Teoria cinetica e modello dei gas perfetti: equazione di stato dei gas perfetti e interpretazione cinetica della temperatura. Calori specifici e molari dei gas perfetti; equipartizione dell'energia. Trasformazioni politropiche. Secondo principio della termodinamica Processi spontanei e irreversibilità. Macchine termiche. Macchina e ciclo di Carnot. Secondo principio della termodinamica: enunciati di Clausius e Kelvin. Teorema di Carnot. Entropia e sue variazioni in processi reversibili e irreversibili. Disequazione di Clausius. Entropia di sistemi isolati. Elettrostatica Interazioni fra cariche elettriche: legge di Coulomb. Definizione operativa e proprietà del campo elettrico E; la costante dielettrica del vuoto o. Conduttori e isolanti. Flusso di E. Legge di Gauss e applicazioni: campo prodotto da distribuzioni di cariche (puntiformi, aventi simmetria sferica, estendentisi all'infinito); filo indefinito, strato e doppio strato piano; conduttori carichi all’equilibrio. Il potenziale elettrostatico. Energia del campo elettrostatico. Dipolo elettrico: potenziale e campo elettrico; azione su un dipolo in un campo esterno. Teorema della divergenza. Capacità elettrica di un conduttore isolato e di due conduttori in mutua presenza: condensatori; capacità di un condensatore sottile. Condensatori in serie e in parallelo. Energia di carica di un condensatore. Il campo elettrostatico nei dielettrici: il vettore intensità di polarizzazione P e il vettore spostamento elettrico D. Divergenza di E, P e D. Correnti elettriche stazionarie Densità e intensità di corrente. Equazione di continuità. Legge di Ohm: conducibilità, resistività, resistenza. Legge di Joule. Circuiti elettrici. Forze elettromotrici. Magnetostatica nel vuoto Definizione operativa del vettore induzione magnetica B. Forza di Lorentz su una carica in moto. Forza magnetica su un filo percorso da corrente: seconda formula di Laplace. Azione magnetica su una spira: momento magnetico. Effetto Hall. Legge di Ampère: prima formula di Laplace; filo rettilineo indefinito (Legge di Biot Savart), solenoide. Teorema della Circuitazione. Corrente di spostamento. Azioni tra correnti e definizione elettrodinamica dell’ampere. Il magnetismo nella materia: momento magnetico, vettore campo magnetico H, suscettività e permeabilità magnetica . Campi elettrici e magnetici lentamente variabili nel tempo Induzione elettromagnetica: legge di Faraday-Neumann-Lenz. Forza elettromotrice indotta. Energia del campo magnetico. Coefficienti di autoinduzione e di mutua induzione. Circuiti in corrente variabile nel tempo: circuito RC, RL. Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche. Corrente di spostamento e IV equazione di Maxwell. Le equazioni di Maxwell. Propagazione di una perturbazione elettromagnetica in un mezzo dielettrico omogeneo, privo di cariche e di correnti: equazione delle onde; velocità di propagazione; velocità della luce nel vuoto. Onde piane in un mezzo omogeneo. Energia e intensità delle onde elettromagnetiche; vettore di Poynting. Generazione onde elettromagnetiche: dipolo oscillante. Lo spettro delle onde elettromagnetiche. Propagazione delle onde elettromagnetiche. Riflessione e rifrazione di onde piane. legge di Snellius-Cartesio, riflessione totale. Pressione di radiazione, Interferenza e diffrazione Introduzione, Il principio di Huygens-Fresnel, esperienza di Young, cenni sulla diffrazione di Fresnel e di Fraunhofer Relatività Introduzione alle relatività, elettromagnetismo e relatività, forma covariante delle equazioni. Lezioni di Fisica Vol. 1 D. Sette, M. Bertolotti ed. Masson Lezioni di Fisica Vol. 2 D. Sette, A. Alippi ed. Masson Per gli esercizi, si consiglia altresì il testo: A. Alippi, A. Bettucci, M. Germano: Fisica generale, esercizi risolti e guida allo svolgimento con richiami di teoria, Ed. Esculapio (Bologna, 2017) --------------------

Fisica generale I e II. Lezioni di Fisica, meccanica termodinamica (D. Sette, A. Alippi) Masson Lezioni di Fisica, elettromagnetismo ottica (D.Sette, M. Bertolotti) Masson Per gli esercizi, si consiglia altresì il testo: A. Alippi, A. Bettucci, M. Germano: Fisica generale, esercizi risolti e guida allo svolgimento con richiami di teoria, Ed. Esculapio (Bologna, 2017)