FISICA 1

I parte

1. Introduzione e richiami di calcolo vettoriale
Meccanica e Termodinamica classica. Fisica e misura, grandezze fisiche, campioni. Richiami di calcolo vettoriale: proprietà generali delle grandezze vettoriali; versori; scomposizione; prodotto scalare e prodotto vettoriale; rappresentazione cartesiana; derivata di vettori e versori.
2. Cinematica del punto: moto in una dimensione
Schema del punto materiale. Posizione, traiettoria, spostamento, velocità, accelerazione; moto uniforme e moto uniformemente accelerato; corpi in caduta libera. Moto oscillatorio armonico.
3. Dinamica del punto: forza e leggi di Newton
Interazioni, concetto di forza; leggi di Newton; sistemi di riferimento inerziali; massa e peso; quantità di moto e sua conservazione, forma generale della seconda legge di Newton; impulso e teorema dell'impulso.
4. Moto in due e tre dimensioni
Vettori posizione, spostamento, velocità, accelerazione; rappresentazione cartesiana. Rappresentazione intrinseca di traiettoria, velocità e accelerazione. Moto uniforme e uniformemente accelerato; moti piani: moto del proiettile; moti circolari, moto circolare uniforme, accelerazione centripeta; grandezze angolari.
5. Applicazioni delle leggi di Newton
Forze di contatto: tensione, forza normale; forza di attrito radente, statico e dinamico; attrito viscoso; forza elastica e legge di Hooke. Dinamica del moto circolare uniforme: forza centripeta. Pendolo semplice e pendolo conico.
6. Moti relativi
Sistemi inerziali e relatività galileiana. Sistemi di riferimento non inerziali, forze apparenti. Sistemi rotanti: forza di Coriolis. Il sistema di riferimento terrestre. Sistemi in moto roto-traslatorio (cenni).
7. Lavoro ed energia meccanica
Lavoro di una forza costante e di una forza variabile; teorema dell’energia cinetica per un punto materiale. Potenza. Forze conservative e non conservative; energia potenziale: elastica, gravitazionale; energia meccanica totale e sua conservazione in sistemi isolati conservativi; trattazione generale dei sistemi conservativi in una e in tre dimensioni.

II parte

8. Dinamica dei sistemi di punti materiali
Moto di un sistema di punti materiali; centro di massa e suo moto; II legge Newton per un sistema di punti materiali; conservazione della quantità di moto; sistema di riferimento del centro di massa. Teorema dell’energia cinetica; teorema di Koenig per l’energia cinetica; energia cinetica e sistemi di riferimento. Sistemi a massa variabile.
9. Dinamica del corpo rigido I: momento di inerzia, II legge di Newton
Schema del corpo rigido, densità, centro di massa; traslazione, rotazione e roto-traslazione; momento di una forza; momento di inerzia; II legge Newton per moti rotatori; teorema di Huygens-Steiner; baricentro.
10. Dinamica del corpo rigido I: rotolamento e statica
Equilibrio statico del corpo rigido. Moto di puro rotolamento. Lavoro ed energia cinetica nel moto rotatorio e roto-traslatorio.
11. Dinamica del corpo rigido II: momento angolare
Momento angolare di una particella, di un sistema di particelle e di un corpo rigido; teorema del momento angolare; simmetria dei corpi; momento angolare e sistemi di riferimento; teorema di Koenig per il momento angolare; conservazione del momento angolare. Moti precessionali: giroscopi, trottola.
12. Conservazione dell'energia
Generalizzazione del principio di conservazione dell’energia meccanica, lavoro forze esterne; energia interna di un sistema di punti materiali; conservazione dell'energia in un sistema di punti materiali; energia associata al centro di massa; calore e primo principio della termodinamica.
13. Fenomeni di urto
Definizione di urto, forze impulsive; urti e principi di conservazione; urti elastici monodimensionali; urti anelatici; impulso angolare, momento dell'impulso; urti tra particelle e corpi estesi.
14. Cenni di Teoria della Relatività Speciale
Difficoltà della fisica classica: tempo, lunghezza, velocità, energia, luce; postulati della relatività ristretta; conseguenze