Il diario delle lezioni
Anno 2001-2002

 

PRIMO LIVELLO

Giovedì 2 Maggio 2002 (ultima lezione del corso 01/02)
La gravitazione. Campo di applicabilità della legge di Newton. Massa gravitazionale e massa inerziale. Il campo gravitazionale. Leggi di Keplero. Lavoro delle forze gravitazionali. Energia di un satellite su orbita circolare. Velocità di fuga.

Giovedì 18 Aprile 2002
1) Attrito radente statico e dinamico: regole empiriche di prima approssimazione.
2) Questionario pag.185: n. 1, 2, 3, 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 21.

Giovedì 11 Aprile 2002
Qualche tipico malinteso relativamente all'attrito. Un caso notevole di attrito radente statico: moto di rotolamento senza strisciamento lungo un piano inclinato. Calcolo della forza d'attrito necessaria a impedire lo strisciamento.

Giovedì 4 Aprile 2002
Questionario pag.166: n. 8-13, 15-22.
Questionario pag. 177: n.4, 6.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.37 ("Una condizione per il lavoro"), 38 ("A che serve tirare un vagone?"), 39 ("Posizionali ma non conservative"), 40 ("Come non calcolare il lavoro"), 41 ("Il mistero e la crisi"), 42 ("Il comune senso dell'energia"), 43 ("Strane voci sul conto del lavoro"), 44 ("I danni dell'energia cinetica"), 45 ("Chi è che compie il lavoro"), 46 ("Un segno meno per l'energia").

Giovedì 21 Marzo 2002
1. Energia potenziale
2. Questionario pag.166 n.1-7, questionario pag.177 n.1, 2, 3, 5.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.37 ("Una condizione per il lavoro"), 38 ("A che serve tirare un vagone?"), 39 ("Posizionali ma non conservative"), 40 ("Come non calcolare il lavoro"), 41 ("Il mistero e la crisi"), 42 ("Il comune senso dell'energia"), 43 ("Strane voci sl conto del lavoro"), 44 ("I danni dell'energia cinetica"), 45 ("Chi è che compie il lavoro"), 46 ("Un segno meno per l'energia").

Giovedì  14 Marzo 2002
Lavoro di una forza. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica. Joule, erg, kilowattora, elettronvolt,litroatmosfera. Potenza. Watt, kilowatt, cavallo vapore. Energia cinetica di un punto fisico e di un sistema di punti. Momento d'inerzia. Teorema dell'energia cinetica. Secondo teorema di Koenig. Sistema di riferimento del centro di massa.

Giovedì 7 Marzo 2002
1. Quantità di moto di un punto fisico e di un sistema di punti. Impulso di una forza. Teorema della quantità di moto. Conservazione della quantità di moto.
2. Questionario pag.154, n.1-4, 7.

Giovedì 28 Febbraio 2002
1. Forza centripeta. Forza elastica. Pendolo semplice.
2. Questionario pag.145: n.1-8.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.30 ("Nel caso di un pendolo") e 31 ("Chi ha voglia faccia i conti").

Giovedì 21 Febbraio 2002
1. Forza centripeta. Forza elastica. Pendolo semplice.
2. Questionario pag.145: n.1-8.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.30 ("Nel caso di un pendolo") e 31 ("Chi ha voglia faccia i conti").Questionario pag.132, n.17 - 25.

Giovedì 7 Febbraio 2002
Questionario pag. 132: n. 1 - 14.

Giovedì 31 Gennaio 2002
Condizioni per una velocità sempre uguale secondo Aristotele e secondo Galileo. I princìpi di Newton. Il centro di massa. I riferimenti inerziali. La Terra come riferimento quasi-inerziale. Limiti di validità e possibili fraintendimenti del principio di azione e reazione.

Giovedì 24 Gennaio 2002
1. Velocità e accelerazione nel moto rigido uniforme di rotolamento senza strisciamento.
2. Questionario moto relativo (pag. 80): n. 1-5, 7, 8.

Giovedì 17 Gennaio 2002
1. Composizione di moti armonici ortogonali.
2. Questionario pag. 70: n. 7-15, 18.
3. Moto rigido di traslazione e di rotazione.
4. Il problema del moto relativo. Velocità  e accelerazione nel giudizio dei due osservatori. L'accelerazione di Coriolis.

Giovedì 10 Gennaio 2002
1. Moto armonico: espressione di posizione, velocità e accelerazione in funzione del tempo, relazioni di fase; espressione di velocità e accelerazione in funzione della posizione.
2. Questionario pag. 70 del libro di testo: n.1-5.

Giovedì 20 Dicembre 2001
1. Questionario pag. 59, n. 6 e 7.
2. Composizione e scomposizione di movimenti. Il moto uniformemente accelerato come composizione di due moti ortogonali, rispettivamente uniforme e uniformemente vario.
3. Questionario pag. 65, n. 1-4.

Giovedì 13 Dicembre 2001
1. Questionario pag. 53: n. 13, 17. 
2. Cinematica angolare, moto circolare uniforme. 
3. Questionario pag. 59: n. 1, 2, 4, 5.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.10 ("L'accelerazione non agisce") e 11 ("Dalla parte del centro").

Giovedì 5 Dicembre 2001
1. Questionario pag. 45 del libro di testo: n. 13-17.
2. Accelerazione vettoriale. Significato del componente tangenziale e del componente centripeto, calcolo dei rispettivi valori.
3. Questionario pag. 53: n. 1-5, 7-12.

Giovedì 29 Novembre 2001
Questionario pag. 45: n. 1-13, 19

Giovedì 22 Novembre 2001
1. Moto uniforme. Velocità vettoriale. Accelerazione scalare. Moto uniformemente vario.
2. Questionario pag. 38: n.2, 6, 8, 9, 10, 11.
LETTURA CONSIGLIATA: da 100 Errori di Fisica, capitoli 4 ("Nuove forme di proporzionalità") e 9 ("I segni dell'accelerazione").

Giovedì 15 Novembre 2001
1. Le ambigue parole della Fisica: "direzione", "valore medio", "accelerazione". Ripasso.
2. Questionario pag. 38: n. 3, 4, 5, 7

Giovedì 8 Novembre 2001
1. Questionario pag. 32, n.10, 11, 12.
2. Velocità scalare media e istantanea. Significato dell'area sottesa nel diagramma velocità / tempo.

Giovedì 1 Novembre 2001
Festività di Ognissanti.

Giovedì 18 Ottobre 2001
1. Cambiamento di unità di misura. Operazioni sui vettori: vettori opposti, angoli tra vettori, prodotto di un vettore per un numero.
2. Interpretazione del diagramma orario: esempi.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 Errori di Fisica, capitoli 4 ("Nuove forme di proporzionalità"), 5 ("Nei passaggi intermedi"), 6 ("Se l'energia è superiore alla forza").

Giovedì 11 Ottobre 2001
Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Le dimensioni delle grandezze. Il Sistema Internazionale di unità di misura. La notazione scientifica. Cinematica: la variabile s, la variabile t, la legge oraria, il diagramma orario.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 Errori di Fisica, capitoli 1 ("In tale noiosa materia"), 2 ("Piano con le equivalenze"), 3 ("Vettoriali, ma non troppo").

Giovedì 4 Ottobre 2001
Presentazione dell’attività CPF: storia, obiettivi, risultati, prospettive.

SECONDO LIVELLO

Il corso si è concluso con Venerdì 5 aprile.

Venerdì 5 Aprile 2002
1. Consegna attestati di partecipazione e dispense aggiornate di termodinamica.
2. Due cicli immaginari: Il ciclo Otto e il ciclo Diesel.
3. L'energia si conserva... perché allora il problema energetico?

Venerdì 22 Marzo 2002
Questionario pag.135, n. 22, 24, 26, 28, 29, 31, 32.

Venerdì 15 Marzo 2002
1. Ciclo termico costituito da espansione isobara, espansione isoterma, raffreddamento isocoro, compressione isoterma: calcolo del rendimento apparente e del rendimento effettivo.
2. Principio di aumento dell'entropia. Applicazioni: conversione per attrito di energia cinetica macroscopica in energia termica, spostamento di calore da una sorgente calda a una sorgente fredda, spostamento di calore da un corpo caldo a un corpo freddo, ciclo irreversibile (teorema di Clausius).

Venerdì 8 Marzo 2002, turno A (ore 14:30)
Il teorema di Carnot per i cicli a due sorgenti. Il secondo principio della termodinamica, formulazione di Clausius e di Kelvin-Plank. Equivalenza dei due enunciati. Se non valesse il teorema di Carnot, non sarebbe valido il postulato di Clausius. La sommatoria di Clausius è sempre zero in qualsiasi ciclo reversibile. Definizione di entropia. Variazioni dell'entropia in casi particolari: temperatura finale uguale a quella iniziale, adiabatica reversibile, espansione adiabatica libera di un gas perfetto, sorgente termica che scambia calore. Formula generale per il calcolo della variazione di entropia di un gas perfetto, deduzioni particolari.

Venerdì 8 Marzo 2002, turno B (ore 15:30)
1. Questionario pag.135, n.14 e 19.
2. Il teorema di Carnot per i cicli a due sorgenti. Il secondo principio della termodinamica, formulazione di Clausius e di Kelvin-Plank. Equivalenza dei due enunciati. Se non valesse il teorema di Carnot, non sarebbe valido il postulato di Clausius.

Venerdì 1 Marzo 2002
1. Il secondo principio della termodinamica: un programma di lavoro, dagli enunciati di Kelvin e Clausius ai teoremi di Clausius e Carnot all'idea di entropia.
2. Questionario pag.135: n.10, 11, 14, 18, 19, 21.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 68 ("La convenzione non conviene", 69 ("La regola pratica non funziona"), 71 ("L'energia preferisce il disordine").

Venerdì 22 Febbraio 2002
1. Trasformazioni politropiche: calore molare, espressioni per il lavoro. Teorema di Carnot, rendimento apparente e rendimento effettivo nei cicli termici.
2. Questionario pag.135, n. 15 e 16.

Venerdì 8 Febbraio 2002
1. Cicli termodinamici termici e frigoriferi. Rendimento ed efficienza. Teorema di Carnot.
2. Questionario pag.135: n.2, 3, 4, 5, 7, 8.

Giovedì 1 Febbraio 2002
Lavoro compiuto dalla forza esercitata da un gas sulle pareti del contenitore: caso generale di una trasformazione reversibile, caso particolare di un'isobara, di un'isocora, di un'isoterma, di una politropica. Lavoro delle forze interne di coesione. Calcolo della variazione di energia interna per un gas perfetto. Espansione adiabatica libera.

Venerdì 25 gennaio 2002
Le diverse formulazioni del primo principio della termodinamica, ipotesi restrittive su cui si fonda la formulazione corrente.
Applicazione del primo principio della termodinamica al caso di un blocco che scivola in presenza di attrito.

Venerdì 18 Gennaio 2002
Trasformazioni reversibili. Trasformazioni quasistatiche. L'energia termodinamica interna. Il primo principio della termodinamica.

Mercoledì 9 Gennaio 2002
Radiazione da cavità (studio dettagliato). Che cos'è la termodinamica. Variabili termodinamiche. Stati di equilibrio termodinamico. Sistemi termodinamici a due gradi di libertà.

Mercoledì 19 Dicembre 2001
La trasmissione del calore: la legge di Fourier, il fenomeno della convezione, la radiazione da cavità, la legge di Stephan-Boltzmann, la legge dello spostamento di Wien.
LETTURA CONSIGLIATA: da 100 errori di Fisica, cap.94 ("L'elettrone è come un'onda").

Mercoledì 12 Dicembre 2001
Questionario pag. 87: n. 9-18.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap. 61 ("Attenti al grafico") e 62 ("La vera storia del ghiaccio secco").

Mercoledì 5 Dicembre 2001
1. Calore di evaporazione, dipendenza dalla temperatura. Isoterme subcritiche nel piano pressione-volume. Interpretazioni non univoche nel diagramma di stato pressione-temperatura.
2. Questionario pag. 87 del libro di testo: n.1-8.

Mercoledì 28 Novembre 2001
1. Ripasso di meccanica: problemi 11 (attrito) e 12 (gravitazione) del test di autovalutazione.
2. Cambiamenti di stato di aggregazione: limiti della nostra trattazione, tensione di vapore, diagramma di stato pressione - temperatura.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 60 ("Niente calore per l'evaporazione"), e 63 ("Solo in mancanza d'aria").

Mercoledì 21 Novembre 2001
1. Il calore specifico dipende dal materiale, dallo stato di aggregazione, dalla temperatura, e può assumere, a seconda della particolare trasformazione considerata, qualsiasi valore tra meno e più infinito, estremi inclusi. 
Il calore molare dei gas perfetti a volume costante (deduzione dal principio di equipartizione) e a pressione costante (deduzione dal principio di conservazione dell'energia).
2. Questionario pag. 74, n.1-7.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitolo 64 ("Giustizia per i GPA").

Mercoledì 14 Novembre 2001
1. Ripasso: le tre leggi di Newton, la legge di Archimede.
2. La grammomlecola, la costante dei gas. Problemi applicativi sul gas di Clapeyron.

Mercoledì 7 Novembre 2001
1. Ripasso: energia cinetica ed energia potenziale.
2. Equazione di stato del gas ideale: limiti di affidabilità del modello. Equazione di stato del gas di Van der Waals: effetti della coesione, effetti del covolume.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 41 ("Il mistero e la crisi"), 42 ("Il comune senso dell'energia"), 44 ("I danni dell'energia cinetica"), 45 ("Chi è che compie il lavoro"), 46 ("Un segno meno per l'energia"), 47 ("Dove sono i joule?"), 48 ("Alla ricerca del senso perduto"), 49 ("Tutte le forme dell'energia").

Mercoledì 31 Ottobre 2001
1. Ripasso: statica del corpo rigido, centro di massa, forza centripeta.
2. Il volume come proprietà termometrica. Dilatazione termica in una dimensione: anisotropia del solido cristallino, inadeguatezza del tradizionale modello a molle. Dilatazione termica in due e tre dimensioni.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 13 (“Nonostante Galileo”), 14 (“Il fascino della sintesi”), 17 (“Equilibrio stabile, anzi precario”), 24 (“Che effetto fa una coppia”), 26 (“Coppia o non coppia?”), 30 (“Nel caso di un pendolo”), 33 (“Il baricentro e la gallina”).

Mercoledì 24 Ottobre 2001
1. Ripasso: moto armonico.
2. Il termometro a gas perfetto. Teoria cinetica dei gas: velocità quadratica media, energia cinetica media di traslazione, principio di equipartizione dell’energia.

Mercoledì 17 Ottobre 2001
1. Ripasso: seconda e terza legge di Newton.
2. Proprietà termometriche. Scale termometriche. Temperatura e moto di agitazione termica, caso particolare del gas perfetto. Risoluzione di problemi.

Mercoledì 10 Ottobre 2001
1. Ripasso: che cos’è, in Fisica, l’accelerazione?
2. Termologia: temperatura e calore.

Mercoledì 3 Ottobre 2001
Presentazione dell’attività CPF: storia, obiettivi, risultati, prospettive.

TERZO LIVELLO

Giovedì 2 Maggio 2002 (ultima lezione del corso 01/02)
Proiezione e commento del film PSSC "Le onde elettromagnetiche".

Giovedì 18 Maggio 2002
Corrente alternata: circuito RCL in serie. Formula di Galileo Ferraris. Il trasporto dell'energia elettrica. Impianti trifasi. Trasformatore. Perdite nel ferro delle macchine elettriche: correnti di Foucault.

Giovedì 11 Aprile 2002
Resistore ideale, condensatore ideale e induttore ideale in corrente alternata.

Giovedì 4 Aprile 2002
1. Questionario pag.295: n. 5, 6, 7.
2. Produzione di una forza elettromotrice sinusoidale. Convenzione di segno degli utilizzatori nei circuiti in corrente alternata.

Giovedì 21 Marzo 2002
1. La corrente di spostamento di Maxwell. Le equazioni di Maxwell.
2. Questionario pag.296, n.2, 3, 4, 8.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.82 ("Pendolo con problemi"), 84 ("Chi riscalda i generatori?"), 85 ("Non sono sinonimi"), 86 ("Urge spostare spazzole"), 87 ("Il magnete smascherato"), 89 ("Niente volt se il campo è indotto"), 90 ("I versi del campo magnetico").

Giovedì 14 Marzo 2002
1. Induttanza. Forza elettromotrice autoindotta. Extra corrente di chiusura e apertura. Costante di tempo in un circuito RL. Energia del campo magnetico. Densità di energia nel campo magnetico.
2. Questionario pag.298, n.1.

Giovedì 7 Marzo 2002
Il campo elettromagnetico come sovrapposizione di un campo elettrico in variazione e di un campo magnetico in variazione. Il fenomeno del'induzione elettromagnetica: legge di Lenz e legge di Faraday-Neumann. Interpretazione del fenomeno: caso del campo magnetico stazionario e caso del campo magnetico in variazione. Il campo elettrico indotto. Flusso e circuitazione del campo elettrico nel caso più generale.
Questionario pag.274: n.1-6, 7-10, 13, 14.

Giovedì 28 Febbraio 2002
Questionario pag.274: n.1-6, 7-10, 13, 14.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, cap.81 ("Come girano le particelle").

Giovedì 21 Febbraio 2002
1. Polarizzazione magnetica della materia. Campo magnetico terrestre.
2. Questionario pag. 274, n.11 e 12.

Giovedì 7 Febbraio 2002
Teorema di equivalenza di Ampère. L'idea di carica magnetica, un puro espediente. Forza del campo magnetico su una carica elettrica e su una corrente elettrica. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Confinamento magnetico di particelle cariche. Materiali paramagnetici, diamagnatici, ferromagnetici. Ciclo di isteresi.

Giovedì 31 Gennaio 2002
Campo magnetico generato da una carica e da un elemento di corrente. La circuitazione magnetica secondo Ampère. Applicazioni: campo magnetico prodotto da una corrente rettilinea e da una corrente solenoidale. Le correnti amperiane. Limiti di applicabilità della legge di Ampère. Legge di Ampère-Maxwell.

Giovedì 24 Gennaio 2002
Il campo magnetico come proprietà dello spazio. Le sorgenti del campo magnetico. Il monopolo magnetico non esiste. I fenomeni magnetici come effetto relativistico. Il vettore campo magnetico. Le linee di campo. Il flusso magnetico. La legge di Gauss per il campo magnetico. Il flusso magnetico concatenato a una linea chiusa.

Giovedì 17 Gennaio 2002
1. Le due regole di Kirchhoff.
2. Questionario pag. 243: n. 6-13, 15.

Martedì 8 Gennaio 2002
1. Resistori: commutazione stella-triangolo. Bilancio energetico ed equazione di funzionamento di un generatore e di un utilizzatore attivo in corrente continua. Come varia il potenziale in un circuito in corrente continua.
2. Questionario pag. 243: n. 4 e 5.

Martedì 18 Dicembre 2001
1.Circuiti in corrente continua: un'espressione per il lavoro delle forze elettrostatiche, l'idea di resistenza elettrica, resistori, campo elettromotore, forza elettromotrice.
2. Questionario pag. 243: n.1-3.

Martedì 11 Dicembre 2001
1. Condensatori, questionario pag. 219: n. 12, 15-18.
2. Circuiti in corrente continua: intensità di corrente, possibili andamenti dell'intensità di corrente nel tempo, natura dei portatori di carica, senso di passaggio della corrente.

Martedì 4 Dicembre 2001
1. Che cosa condensa un condensatore. Il modello didattico di condensatore piano implica un campo coulombiano non conservativo. Dove finisce l'energia di un condensatore che si scarica. Condensatori "collegati" in serie e condensatori "caricati" in serie.
2. Questionario pag. 219 del libro di testo: n.1-8, 10, 11, 13.

Martedì 27 Novembre 2001
Il condensatore piano ideale. Capacità del condensatore piano ideale. La funzione del dielettrico. La polarizzione di un dielettrico, le cariche di polarizzazione. In che cosa consiste e quanto vale l'energia di un condensatore. Densità di energia nel campo elettrico. Condensatori in serie e in parallelo, condensatore equivalente.
LETTURA CONSIGLIATA: da 100 errori di Fisica, capitolo 47 ("Dove sono i joule?").

Martedì 20 Novembre 2001
Questionario pag. 203, n. 9, 11, 13, 15-25, 27, 28.

Martedì 13 Novembre 2001
1. Il potenziale può essere definito solo per il campo elettrico coulombiano. Il potenziale è additivo. L'elettronvolt. Come varia il potenziale lungo le linee di campo. L'intensità del campo come misura della rapidità di variazione del potenziale. Superfici equipotenziali. Il potenziale nei metalli. Capacità di un oggetto metallico.
2. Questionario pag. 203, n. 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 79 ("Sappiamo dalla meccanica") e 89 ("Niente volt nel campo indotto").

Martedì 6 Novembre 2001
1. Questionario pag.189, n. 3, 6, 7, 8.
2. Il lavoro delle forze elettrostatiche. Che cos'è l'energia elettrica. Il potenziale elettrostatico.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 45 ("Chi è che compie il lavoro"), 48 ("Alla ricerca del senso perduto"), 49 ("Tutte le forme dell'energia").

Martedì 30 Ottobre 2001
Il flusso del campo elettrico. La legge di Gauss per il campo elettrico. Campo generato da una carica distribuita con uniformità su una superficie sferica, su una retta, su un piano.
Conduttori in equilibrio: quando, e in che senso, l’equilibrio richiede l’assenza di campo elettrico.
Distribuzione della carica sui conduttori in equilibrio.
L’induzione completa come conseguenza della legge di Gauss.
Teorema di Coulomb. Proprietà delle punte metalliche.
LETTURE CONSIGLIATE: da 100 errori di Fisica, capitoli 2 (“Piano con le equivalenze”), 77 (“Via col vento”) e 78 (“Un campo elettrico per l’equilibrio”).

Martedì 23 Ottobre 2001
Linee di forza curvilinee non sono identificabili come traiettorie di particelle cariche.
Campo elettrico di Coulomb (conservativo, linee aperte) e campo elettrico indotto (non conservativo, linee chiuse).
Criterio di Faraday, applicazione al campo creato da una carica puntiforme e al campo creato da un filo uniformemente carico.
Lo schermo elettrostatico: la separazione del campo elettrico interno dal campo elettrico esterno.
Quesiti applicativi (questionario pag.178).

Martedì 16 Ottobre 2001
1. Perché non esiste la costante dielettrica relativa dei metalli. In che senso al conduttore acqua è attribuibile una costante dielettrica relativa.
2. Quesiti di controllo sulla materia già svolta.
3. L’idea di campo elettrico e quella di campo magnetico. L’interazione a distanza non esiste. La descrizione del campo mediante il vettore intensità del campo elettrico. Perché la carica di prova deve essere puntiforme. Le linee di campo.

Martedì 9 Ottobre 2001
1. Quesiti di controllo sulla materia già svolta.
2. La legge di Coulomb: campo di applicabilità, diversa formulazione nel Sistema Internazionale e nel CGS elettrostatico. Il principio di sovrapposizione delle interazioni elettrostatiche. Le cariche di polarizzazione, la costante dielettrica relativa.

Martedì 2 Ottobre 2001
L’idea di carica elettrica. Quantizzazione, conservazione, invarianza relativistica della carica. Induzione elettrostatica dall’esterno e dall’interno. Definizione operativa delle relazioni di uguaglianza e somma di cariche.