Complementi di meccanica classica e termodinamica
Prerequisiti
Corso di fisica generale per gli studenti del 1 anno in Chimica, Fisica, e Matematica.
Programma
- Unità di misura e analisi dimensionale.
- Sistemi di riferimento. Vettori. Cinematica di una particella puntiforme e di un corpo rigido.
- Leggi di Newton. Forze e momenti. Equazioni del moto.
- Conservazione dell'energia in una dimensione. Spazio delle fasi.
- Oscillazioni: oscillatore armonico, oscillatore forzato, oscillatore smorzato.
- Conservazione dell'energia in tre dimensioni, lavoro ed energia potenziale.
- Forze centrali. Momento angolare. Potenziale efficace.
- Conservazione della quantità di moto. Centro di massa. Il problema dei due corpi.
- La gravità. Leggi di Keplero. Espansione multipolare.
- Formalismo lagrangiano. Equazione di Eulero-Lagrange. Il teorema di Noether.
- Oscillatori accoppiati: modi normali.
- Momento d'inerzia. Coppia di forze. Momento angolare con direzione fissa.
- Caso generale del momento angolare. Velocità angolare. Tensore d'inerzia. Assi principali.
- Equazioni di Eulero. Trottola e giroscopi.
- Forze di marea.
- Teoria cinetica dei gas. Pressione, temperatura ed energia cinetica. Legge dei gas ideali, legge di Boltzmann, calore specifico.
- Temperatura e calore. Primo e secondo principio della termodinamica. Entropia.
Obiettivi formativi
Imparare come affrontare e risolvere problemi di meccanica classica di media e alta difficoltà, con tecniche matematiche più avanzate rispetto a quelle di solito introdotte in un corso universitario di fisica generale al primo anno.
Riferimenti bibliografici
Landau Lev D., Lifšits Evgenij M, Fisica Teorica 1 Meccanica.
Goldstein H., Poole C.P., Safko J.L., Classical Mechanics, 3rd edition.
Morin D., Introduction to Classical Mechanics.
Fermi E., Thermodynamics.