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Oggetto:

Fisica dei fluidi

Oggetto:

Anno accademico 2006/2007

Docente
Stefano FERRARI (Affidamento)
Corso integrato
Corso di studi
Non indicato
Anno
Non indicato
Crediti/Valenza
2
SSD dell'attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Fornire le conoscenze di base sulla meccanica dei fluidi, applicata in particolare ai casi di maggiore interesse per le scienze forestali e la gestione delle risorse ambientali.
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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza delle basi teoriche per l’analisi del comportamento dei fluidi in generale e per l’interpretazione dei fenomeni idraulici e atmosferici in particolare.
Capacità di analisi dei limiti di validità dei modelli e delle ipotesi teoriche.
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Programma

Richiami sullo studio dei sistemi fisici: nozioni di base di meccanica e termodinamica.
Proprietà caratteristiche dei fluidi: dai parametri ‘globali’ (massa, forza) a quelli ‘locali’; campi scalari (densità, pressione) e campi vettoriali (velocità). Forze di pressione e forze di taglio.
Statica dei fluidi: legge di Stevin; principio di Pascal; pressione atmosferica e strumenti di misura; vasi comunicanti; torchio idraulico; forze di pressione esercitate su una parete verticale. Forza di spinta su un corpo immerso in un fluido; principio di Archimede; condizioni di equilibrio per immersione parziale.
Dinamica dei fluidi: analisi delle ipotesi semplificative (sul fluido e sul tipo di flusso) che si adottano come prima approssimazione alla realtà fisica e discussione dell’efficacia di tali modelli. Linee di flusso, tubi di flusso, portata volumica e equazione di continuità. Conservazione dell’energia meccanica e teorema di Bernoulli. Forza di cui risente un condotto quando la velocità del fluido varia. Efflusso da un serbatoio e teorema di Torricelli. Limiti di validità della descrizione secondo il teorema di Bernoulli, perdite di carico e effetti della viscosità. Fluidi newtoniani, moto laminare e legge di Newton della viscosità, legge di Hagen-Poiseuille, transizione al moto turbolento e numero di Reynolds.
Fisica dei fluidi e risorse energetiche rinnovabili: casi dell’energia idraulica, eolica, geotermica e cenni sui modi di utilizzazione di tali flussi.
Forze molecolari: cenni su fenomeni di superficie, forze di coesione e di adesione, tensione superficiale, capillarità.

Esercitazioni

Le proprietà generali discusse nelle lezioni verranno applicate sia alla risoluzione di problemi sia all’analisi di particolari casi concreti.

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Testi consigliati e bibliografia

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana, Milano 1998, Cap. 15: “I fluidi”.
Eugene Hecht, Fisica 1. Meccanica, onde, termodinamica, Zanichelli, Bologna 1999, Cap. 11: “Fluidi”.
James P. Hurley, Claude Garrod, Principi di Fisica, Zanichelli, Bologna 1982, Cap. 11: “I fluidi”, Cap. 12.3: “Capillarità”
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Ultimo aggiornamento: 18/06/2010 09:01
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