Fisica Generale

Metodo scientifico. Concetto di misura. Definizione operativa delle grandezze fisiche. Il sistema di misura internazionale e l’analisi dimensionale. Cifre significative e gli errori di misura. I sistemi di riferimento. Grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni sui vettori. Cinematica del punto materiale in una dimensione. Moto rettilineo uniforme ed uniformemente vario: semplici esercitazioni numeriche. Cinematica del punto in due e tre dimensioni. Moto dei proiettili: semplici applicazioni numeriche. Moto circolare uniforme ed uniformemente vario: semplici esercitazioni numeriche. Il principio di relatività: moti relativi. Cenni di cinematica del corpo rigido. La prima legge di Newton: il principio di inerzia. La seconda legge di Newton. La terza legge di Newton: il principio di azione e reazione. La forza peso; le reazioni vincolari: la reazione normale e la forza di attrito radente, il moto lungo un piano inclinato; forza di attrito viscoso; forza elastica. Legge di Hooke e misura statica delle forze attraverso il dinamometro. Applicazioni della seconda legge di Newton in semplici esercizi, per il calcolo di accelerazioni, masse o forze. Forze apparenti. Lavoro di una forza: semplici esercitazioni numeriche; il teorema dell’energia cinetica: semplici applicazioni numeriche; campi di forza conservativi ed energia potenziale; il teorema di conservazione dell’energia meccanica: semplici esercitazioni numeriche. Quantità di moto; impulso di una forza e teorema della quantità di moto; legge di conservazione della quantità di moto; urti e forze impulsive. Urti in una dimensione: urti elastici, anelastici e completamente anelastici con relativi esempi. Urto elastico obliquo contro una parete. L’oscillatore semplice, massa più molla, e moto oscillatorio armonico. il pendolo semplice. Momento meccanico di una forza e momento angolare. Dinamica dei sistemi di punti materiali: equazioni cardinali con semplici applicazioni numeriche; centro di massa: semplici esercitazioni numeriche; legge di conservazione del momento angolare. Elementi di cinematica, statica e dinamica del corpo rigido. Proprietà del baricentro del corpo rigido. Condizioni di equilibrio per il corpo rigido e applicazioni numeriche a casi pratici di sistemi piani elementari. Momento di inerzia e teorema degli assi paralleli e semplici esercitazioni numeriche. Moto di un pendolo composto. Moto di “puro rotolamento”. Urti e corpi rigidi con semplici applicazioni numeriche. Pendolo balistico. La legge di gravitazione universale e le leggi di Keplero. Elementi di statica e dinamica dei fluidi perfetti. Equazioni fondamentali per la statica dei fluidi perfetti. Legge di Stevino e principio dei vasi comunicanti: semplici esercitazioni numeriche. Principio di Archimede e sue semplici applicazioni esercitative. Cenni sull’equilibrio dei natanti, come esempio per introdurre la qualità dell’equilibrio: stabile, instabile e indifferente. Fluido in moto stazionario: legge di Leonardo e di Bernoulle. Temperatura e calore. Calori specifici e caloria. Calorimetro delle mescolanze e principio zero della termodinamica. Il gas perfetto. Trasformazioni termodinamiche e lavoro: trasformazioni isovolumiche, isobariche, isotermiche e adiabatiche nel piano di Clapeyron con semplici esercitazioni numeriche. Mulinello di Joule e l’equivalente meccanico della caloria. Primo principio della termodinamica ed energia interna con sue applicazioni esercitative al caso di un gas perfetto. Relazione di Mayer ed esperimento di Joule e Thomas.