1) MISURE IN FISICA: Equazioni dimensionali, unità' di misura. Rappresentazione numerica di grandezze fisiche. Approssimazioni nei calcoli numerici. Propagazione degli errori. Rappresentazione grafica delle relazioni tra grandezze. Errori accidentali
2) MECCANICA: Cinematica, sistemi di riferimento, moto di un punto o di un sistema di punti, corpo rigido. Leggi di Newton del moto. Moto di sistemi. Quantità di moto e momento angolare. Energia. Gravitazione universale. Urti.
Atteggiamento scientifico. Comprensione di processi fisici elementari. Capacità di risolvere semplici problemi di fisica. Conoscenza della problematica relativa alla misura di grandezze fisiche e agli errori di misura.
Prerequisiti
Conoscenza e capacità di applicazione delle leggi elementari della logica. Conoscenza dell'algebra elementare e buona capacità di calcolo algebrico. Trigonometria elementare. Studio di funzioni. Significato pratico di derivata e integrale. Uso concreto degli integrali per il calcolo di quantità d'interesse.
Metodi Didattici
Lezioni in aula.
Modalità di verifica apprendimento
Esame finale costituito da prova scritta e prova orale.
Programma del corso
Concetti generali di fisica
Il metodo sperimentale
Grandezze fisiche e loro misura
Tempo, lunghezzam, massa
Multipli e sottomultipli dell’unita` di misu
Errori di misura: errori di taratura, di sensibilita` e di lettura, errori
statistici, Propagazione dell’erro
Analisi dimensionale
Cinematica
Sistemi di coordinate:coordinate cartesiane, cilindriche, sferiche
Traiettoria
Il vettore posizione e spostamento
Proprieta` dei vettori
Vettori e scalari
Vettori e componenti
Somma di vettori
Moltiplicazione di un vettore per uno scalare
Versori, versori degli assi
Prodotto scalare
Prodotto vettoriale
Composizione di prodotti vettoriali
Derivate e integrali di vettori
Descrizione del moto mediante i vettori posizione e spostamento
Definizione di velocita`
Accelerazione
Velocita` e accelerazione in componenti intrinseche
Moti vincolati e gradi di liberta`
Moto circolare
Moto piano in coordinate polari
Cinematica dei sistemi
Il corpo rigido
Movimento relativo di sistemi di riferimento
Moto del corpo rigido – concetto di rotazio
Accelerazione dei punti del corpo rigido
Rotolamento
Dinamica del punto materiale
Forza
Massa
Concetto di punto materiale
Esperienze che portano alle leggi della dinamica
La prima legge di Newton
La seconda legge di Newton
La terza legge di Newton
Interpretazione delle esperienze alla luce delle leggi di Newton
Caduta dei gravi
Piano orizzontale e inclinato
Apparecchio di Fletcher
Vincoli e reazioni vincolari
Vincoli bilateri e unilateri
Vincoli di massa trascurabile e forze applicate
Forze di attrito
Attrito fra solidi
Attrito nel moto attraverso un fluido
Integrazione delle equazioni di moto: integrazione diretta,separazione
delle variabili, moltiplicazione per la derivata prima del parametro di moto
Equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti
Esempi di studio di moti: moto di un oggetto lanciato, oggetto che cade in
un liquido viscoso, forze elastiche
Pendolo semplice
Sistemi non inerziali: sistema non inerziale che trasla rispetto ad uno
inerziale, piattaforme girevoli
La Terra come sistema non inerziale: effetto della forza centrifuga sulla
forza peso, effetti della forza di Coriolis, deviazione verso oriente dei
gravi in caduta.
Dinamica dei sistemi
Quantita` di moto e prima equazione cardinale della dinamica
Il centro di massa
esempi di calcolo di centri di massa
Il concetto di momento di forza
Momento angolare e seconda equazione cardinale della dinamica
Momento angolare di un corpo rigido
La II equazione cardinale per un corpo rigido con velocità angolar
costante in direzione
Proprieta` del momento d’inerz
Esempi di calcolo di momenti d’inerzia: sbarra rettilinea sottil
, rettangolo e parallelepipedo, momenti d’inerzia di un cerchio e di
n cilindro, momento d’inerzia di una sfe
Variazione del momento risultante di forze al variare del centro di
riduzione
Il vincolo di perno
Vincoli di massa trascurabile
Momento risultante delle forze peso
Statica dei sistemi meccanici e dei corpi rigidi
Esempi di studio di moti di sistemi
Ruota che rotola lungo un piano inclinato
Pendolo composto
Sbarra vincolata a due guide
Energia meccanica
Le macchine semplici e il lavoro meccanico
Teorema delle forze vive ed energia cinetica
Forze conservative
Conservazione dell’energia meccani
Energia potenziale
Energia potenziale della forza peso
Energia potenziale elastica
Energia potenziale di un’interazio
Lavoro e forze vincolari
Lavoro e energia cinetica per un corpo rigido
Teorema di Ko ̈ni
Studio del moto attraverso l’energia potenzia
Energia potenziale e equilibrio
Piccole oscillazioni
Energia potenziale centrifuga
Potenza
Potenza e motori
Applicazione della conservazione dell’energia allo studio di mo
Gravitazione
Le leggi di Keplero: derivazione approssimata della forza gravitazionale
per orbite circolari
Calcolo della forza gravitazionale per le orbite ellittiche
La legge della gravitazione universale
Massa inerziale e gravitazionale
L’esperienza di Cavendi
Energia potenziale gravitazionale
Forza gravitazionale di una distribuzione di massa a simmetria sferica
Il problema dei due corpi in generale e nel caso di interazione
gravitazionale
Urti
Impulso di una forza
Proprieta` degli urti
Urti fra due particelle
Urti elastici centrati e non centrati
Esempi di urti in sistemi meccanici
Il pendolo balistico
Fisica del biliardo