Programma:

INTRODUZIONE
Il metodo scientifico.Le fasi del metodo Galileiano. Misura. Definizione operativa.

Grandezze fondamentali e derivate. Unita' di misura. Il sistema metrico internazionale (SI). Prefissi e ordini di grandezza. Dimensioni di una grandezza fisica, principio di omogeneita'.

Errori. Errore sistematico, errore casuale/statistico; errore strumentale. Errore assoluto, relativo, percentuale. Cifre significative. Trattamento statistico dei dati: media, varianza, deviazione standard e loro stime nella distribuzione.delle misure e delle medie. Cenni sulla distribuzione gaussiana. Propagazione degli errori; errore massimo e probabile. Errori sui grafici. Verifica di una relazione entro gli errori sperimentali.

Trigonometria. Misura dell'angolo in gradi e in radianti. Nozioni fondamentali di trigonometria. Coordinate cartesiane. Angolo solido.

Vettori, versori. Somma, differenza fra vettori; prodotto di uno scalare per un vettore; prodotto scalare, prodotto vettoriale. Componenti cartesiane e vettori componenti. Scomposizione di un vettore secondo direzioni date.

Momento di un vettore rispetto a un polo, momento di una coppia.

MECCANICA DEL PUNTO MATERIALE. ·

Cinematica

Vettore posizione. Vettore spostamento. Velocita' media, velocita' istantanea. Accelerazione media, accelerazione istantanea. Componenti cartesiane della velocita' e dell'accelerazione; scomposizione dei moti. Accelerazione tangenziale, accelerazione centripeta. L'ascissa curvilinea.

Equazioni di alcuni moti particolari: rettilineo uniforme, rettilineo uniformemente vario, circolare uniforme, oscillatorio armonico.

Moti relativi (approssimazione classica). Velocita' relativa, assoluta, di trascinamento.

· Dinamica

- Forze reali: I legge di Newton (principio d'inerzia). Sistemi inerziali.

II legge di Newton (f=m a). Forza, misura dinamica e misura statica della forza.. Massa. Massa relativistica. Massa e peso. kg peso e Newton. Densita'. Sistemi isolati e sistemi in equilibrio. III legge di Newton (azione e reazione). Forza peso (g=cost), cenno al caso generale; Forze vincolari; Forza elastica, costante elastica, frequenza di oscillazione. Attrito statico e dinamico. Tensione di una corda.

- Forze apparenti: Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali Forze apparenti: forza d'inerzia, forza centrifuga, forza di Coriolis, forza dovuta all'accelerazione angolare. Derivazione formale delle forze apparenti dai vettori posizione, velocita', accelerazione

ENERGIA E QUANTITA' DI MOTO.
· Quantita' di moto, impulso.

Quantita' di moto di una particella e di un sistema. Impulso di una forza; forza media Conservazione della quantita'di moto..

· Lavoro, energia

Lavoro di una forza. Lavoro di una coppia (solo risultato). Energia cinetica. Lavoro e variazione di energia cinetica (=teorema dell'energia cinetica). Lavoro di piu' forze. Potenza; relazione fra potenza, forza e velocita'.

Forze conservative, circuitazione delle forze conservative. Energia potenziale; arbitrarieta' del punto di riferimento. Superfici equipotenziali. Forza e gradiente dell'energia potenziale Conservazione dell'energia totale meccanica. Buca di potenziale. Barriere di potenziale, punti di inversione. Sistemi legati; energia di legame.

Energia potenziale gravitazionale a g= cost; energia potenziale elastica. Addittivita' dell'energia potenziale.

Forze non conservative; lavoro delle forze non conservative e variazione dell'energia totale. Massa ed energia. Energia a riposo ed energia relativistica. Energia cinetica classica e relativistica

Equilibrio stabile, instabile, indifferente; e andamento dell'energia potenziale.

· Urti e decadimenti

Urto elastico, anelastico, completamente anelastico. Urto centrale elastico. Forze impulsive e non impulsive

· Energia termica

Trasformazione di energia meccanica in energia termica; capacita' termica, calore specifico, calore molare. Temperatura ed energia cinetica molecolare (solo risultati); gradi di liberta' di una molecola, energia e calore molare (solo risultati).

MECCANICA ROTAZIONALE
(Cinematica): vettore velocita' angolare; accelerazione angolare; periodo, frequenza. Relazioni fra cinematica lineare e cinematica rotazionale

(Dinamica): Momento meccanico e momento angolare. Momento d'inerzia - Teorema di Steiner (=teorema degli assi paralleli). Momento angolare e velocita' angolare per corpi rigidi simmetrici e non. Energia cinetica rotazionale - Moto simultaneamente rotatorio e traslatorio d'un corpo rigido.

SISTEMI DI PARTICELLE
Centro di massa. Posizione, velocita', quantita' di moto e accelerazione del centro di massa. Effetto delle forze esterne e interne. Energia cinetica e momento angolare del sistema, del centro di massa, rispetto al centro di massa. CM di sistema formato da piu' sottosistemi

Equazioni cardinali della dinamica dei sistemi. Terzo principio della dinamica e momento delle forze interne, forze newtoniane in senso stretto. Sistemi vincolati a ruotare attorno ad un asse. Precessione di un giroscopio (=trottola) con e senza attrito. Pendolo fisico; equivalente pendolo semplice. Raggio di girazione

Coservazione della quantita' di moto.

Conservazione del momento angolare. Assi liberi di rotazione (o assi principali d`inerzia).

Sistemi di forze. Sistemi equivalenti. Riduzione di un sistema a una forza applicata piu' una coppia. Centro delle forze parallele. Centro di gravita' (o baricentro) e centro di massa. Determinazione sperimentale del centro di gravita'.

Equilibrio dei corpi rigidi

Equilibrio dei corpi rigidi, condizioni sulle forze e sui momenti meccanici. Indipendenza dal polo. Base di appoggio ed equilibrio dei corpi rigidi

· FLUIDI

· Caratteristiche generali

Caratteristiche generali dei fluidi; fluidi comprimibili ed incomprimibili. Forze di volume, forze di superficie; sforzi normali, sforzi di taglio; pressione.

· Idrostatica

Definizione di equilibrio idrostatico. Equazioni fondamentali dell'idrostatica (in forma scalare e vettoriale): relazione fra gradiente di pressione e forza di volume specifica (conservativa e non).

Isotropia della pressione. Superfici isobariche ed equipotenziali. Pressione idrostatica e legge di Stevino. Principio di Pascal.. Spinta di Archimede, centro di spinta.

La pressione atmosferica. Relazioni fra le diverse unita' di misura della pressione (Pa, atm, torr o mmHg, bar e mbar, kg/cm2).

Vasi comunicanti; caso con liquidi non miscibili a differente densita', forma della superficie di separazione. Torchio Idraulico. Barometro a mercurio.

Idrostatica in sistemi non inerziali (acc. lineare costante./ velocita' angolare costante).

· Idrodinamica

Impostazione Lagrangiana, impostazione Euleriana. Moto stazionario. Linee di corrente. Linee di flusso, tubo di flusso, filetto elementare. Flusso (o portata ) di massa e di volume.

Teorema di Bernoulli. Teorema di Torricelli. Spinta idrodinamica (portanza). Tubo di Pitot. Sifone.

Coefficiente d'attrito interno o viscosita'. Gradiente di velocita' e viscosita'; profilo di velocita'. Legge di Poiseuille. Resistenza di un condotto.

Attrito nel mezzo; formula empirica di Newton; legge di Stokes.

Moto laminare e turbolento. Cenni sul numero di Reynolds.

· Tensione superficiale

Tensione superficiale. Energia di superficie. Forma assunta da un liquido al variare del volume.

Ricevimento Studenti:

Ulteriori informazioni sulla didattica, nel sito: http://gialbe.unian.it