Fisica per tecnologie alimentari

Meccanica introduzione

Grandezze fisiche ed unità di misura. Vettori ed operazioni tra vettori: somma, differenza,prodotto scalare, prodotto vettoriale.

Cinematica del punto materiale.

Moti unidimensionali: moto rettilineo uniforme e moto rettilineo uniformemente accelerato. Moti piani: moto del proietto, moto circolare uniforme e moto circolare uniformemente vario

Dinamica del punto materiale

I tre principi della dinamica. Legge di gravitazione universale. Forza di gravitazionale agente su un corpo in prossimità della crosta terrestre. Forze di attrito. Forze elastiche. Lavoro di una forza. Energia cinetica e teorema dell’energia cinetica. Potenza. Definizione di forza conservativa. Energia potenziale. Esempi di forze conservative: forza peso, forza di gravitazione universale, forza elastica. Le forze fondamentali della natura: cenni di elettrostatica. Energia potenziale gravitazionale per una coppia di particelle. Teorema della conservazione dell’energia meccanica. Velocità di fuga: calcolo della velocità di un corpo per sfuggire dal campo di attrazione gravitazionale della terra. Forze non conservative. Teorema generalizzato dell’energia cinetica. Conservazione dell’energia. L’oscillatore armonico semplice. Il pendolo semplice.

Dinamica dei sistemi

Centro di massa di un sistema di particelle. Moto del centro di massa. Quantità di moto di un sistema. I legge cardinale della dinamica. Sistemi meccanici isolati e conservazione della quantità di moto. Cenni sugli urti. Momento di una forza e momento angolare. II legge cardinale della dinamica. Conservazione del momento angolare. Energia cinetica di rotazione e momento d’inerzia. Rotazione di un corpo intorno ad un asse fisso. Momento angolare di un corpo che ruota attorno ad un asse fisso di rotazione. II legge cardinale della dinamica per un corpo che ruota attorno ad un asse fisso. Statica. Equilibrio di un corpo rigido. Centro di gravità. Leve.

Fluidi

Pressione e densità. Variazione di pressione di un fluido a riposo, legge di Stevino. Principio di Pascal e pressa idraulica. Principio di Archimede. Misura della pressione, esperienza di Torricelli. Manometro ad aria libera. Concetti generali sul moto dei fluidi. L’equazione di continuità. L’equazione di Bernoulli e applicazioni. Cenni sul moto dei fluidi reali. Legge di Hagen-Poiseuille. Numero di Reynolds.

TERMODINAMICA

Temperatura. Dilatazione termica. Principio zero della termodinamica. Calore. Gas perfetti. Capacità termica e calore specifico. Determinazione del calore specifico di un solido o di un liquido. Transizioni di fase. Cenni di teoria cinetica dei gas. Principio di equipartizione dell'energia. Esperienza di Joule ed equivalente meccanico del calore. Primo principio della termodinamica. Energia interna di un gas perfetto ed esperienza di Joule-Thomson. I calori molari del gas perfetto e relazioni di Mayer. Trasformazioni termodinamiche: isocore, isobare, isoterme ed adiabatiche. Secondo principio della termodinamica: Clausius e Kelvin-Planck. Macchine termiche e frigorigene. Motore di Carnot. Teorema di Carnot. L'entropia come funzione di stato. Entropia di un sistema isolato. Terzo principio della termodinamica. Cenni sui potenziali termodinamici.