Section outline

  • Introduzione al corso, regole e informazioni sull’esame. Il metodo scientifico, il Sistema Internazionale di Misura, costanti fondamentali e unità di misura, analisi dimensionale. Cifre significative e presentazione di un risultato scientifico. Esempi numerici con aree e volumi. Vettori, definizione, rappresentazione bidimensionale e tridimensionale, coordinate polari, esempi. Scomposizione nel piano, calcolo del modulo, esempi. Somma e differenza di vettori, metodo grafico e per componenti. Versori e loro alegebra, versore normale e versore radiale, rappresentazione di vettori tramite i versori e somme. Derivata e integrale di un vettore, derivata di un versore. Esercizio sui vettori bidimensionali. Cinematica 1D del punto materiale: vettore posizione, spostamento, velocità. Accelerazione, moto con accelerazione costante. Rappresentazioni nel tempo e nello spazio, legge oraria e traiettoria. Moto con accelerazione costante, risoluzione dell’equazione differenziale per la legge oraria.

    • Esempi sui moti 1D e 2D. Caduta libera, moto parabolico. Esercizio moto del proiettile, altezza massima, gittata. Esercizio sul moto del proiettile. Moti Circolari. Moto circolare uniforme e non uniforme, leggi orarie e accelerazioni. Moto circolare vario, accelerazione tangenziale e normale, periodo e frequenza. Esercizio sul satellite. Moti relativi, caso a velocità costante. Moti relativi con velocità non costante. Caso generale, sistema in rotazione e accelerazione di Coriolis, calcolo completo nel casi di sistemi di riferimento in rotazione. Esempi.

    • Leggi di Newton, forze, masse, peso. Forza di contatto e forza normale.  Principi della Dinamica. Esempi ed esercizi sulle forze. Applicazioni: piano inclinato, pulegge, esempi di dinamica in 2D. Forza d’attrito, interpretazione microscopica, coefficienti di attrito statico e dinamico, esempi ed esercizi. Attrito nei fluidi, equazione differenziale del moto nel fluido viscoso. Esempi di dinamica con attrito. Dinamica del moto circolare e applicazioni, pendolo conico.

    • Dinamica nei sistemi non inerziali. Forze apparenti, peso apparente, Forza di coriolis, Moto della stazione spaziale.  Sistema Solare, Gravitazione Universale, moto dei pianeti, misura di G. Leggi di Keplero. Massa inerziale e gravitazionale. Dimostrazione della III Legge di Keplero. Definizione di lavoro, prodotto scalare, somma per componenti, applicazione al piano inclinato con attrito. Lavoro di una forza non costante e integrale, forze di richiamo e legge di Hooke, lavoro della molla, generalizzazione del concetto di lavoro, integrale di linea, lavoro della gravità lungo un percorso curvilineo, esempi ed esercizi. Lavoro in tre dimensioni, gradiente. Forze conservative ed energia potenziale. Teorema dell’energia cinetica. 

    • Recap lavoro, energia e teorema dell’energia cinetica, esercizio del tappeto con attrito.  Applicazioni ed esempi vari, potenza. Energia meccanica e Principio di Conservazione dell’Energia. Conservazione dell’energia: esempi ed applicazioni. Moto del satellite, profilo del potenziale, velocità di fuga. Esercizi vari sulla conservazione dell’energia. Conservazione della quantità di moto, impulso, urti. Forze impulsive. Urti elastici e inelastici 1D e2D.

    • Sistemi di punti, moto del centro di massa, baricentro. Moto del centro di massa, velocità e accelerazione. Forze interne e forze esterne. Limite del continuo ed integrali nello spazio. Centro di massa della bacchetta omogenea, esempi. Applicazioni dei sistemi: pendolo balistico e moto del razzo con perdita di massa. Definizione del momento di una forza ed equilibrio rotazionale. Definizione di corpo rigido, equazioni dell'equilibrio statico, calcolo del momento in diverse configurazioni, equilibrio rotazionale di porte, scale e cardini.

    • Energia cinetica del corpo rigido, momento di Inerzia e calcolo per varie configurazioni: sfera, cilindro. Teorema degli assi paralleli di Huygen-Steiner. Cinematica rotazionale del punto e del corpo rigido. Momento angolare. Momento angolare per un sistema di punti e per il corpo rigido. Rotazione attorno ad un asse fisso di simmetria, simmetria assiale, principio di conservazione del momento angolare, applicazioni.