Meccanica
Cinematica e dinamica del punto materiale, forze e attrito, lavoro ed energia, moti oscillatori, circolari e pendolo semplice.
Meccanica
Prima parte del corso. Dalla cinematica del punto materiale alla dinamica: leggi del moto, principi della dinamica e gravitazione, forze, attrito e reazioni vincolari, lavoro ed energia, moto parabolico, fino al moto armonico, circolare e al pendolo semplice.
Contenuti
- Introduzione al corso e cinematica del punto materiale Cos'è la fisica, il modello del punto materiale, il sistema di riferimento e il moto unidimensionale, con velocità media e istantanea.
- Legge oraria, moto uniforme, accelerazione e moto uniformemente accelerato Legge oraria del moto uniforme e di quello uniformemente accelerato, l'accelerazione come derivata della velocità e la relazione velocità-spazio senza il tempo.
- Formule del moto uniformemente accelerato e introduzione alla dinamica Le leggi orarie del moto uniformemente accelerato applicate a problemi di frenata e semaforo, e l'inizio della dinamica con i principi di Newton e le quattro forze fondamentali.
- Terzo principio della dinamica e gravitazione universale Il principio di azione e reazione e la legge di gravitazione universale, da cui si ricava l'accelerazione di gravità terrestre g.
- Forza peso, reazione vincolare e attrito La forza peso e il newton, la reazione vincolare normale, il peso apparente in ascensore e le forze di attrito statico e dinamico.
- Problemi con l'attrito e introduzione ai vettori Problemi con l'attrito dinamico e introduzione ai vettori: modulo, direzione e verso, coordinate cartesiane e polari e somma di vettori.
- Forze inclinate, lavoro ed energia cinetica Scomposizione delle forze inclinate, definizione di lavoro tramite il prodotto scalare e il teorema dell'energia cinetica.
- Lavoro della forza peso, piano inclinato ed energia Il lavoro della forza peso e la sua indipendenza dal percorso, il piano inclinato con a = g·sin α e il confronto fra metodo cinematico ed energetico.
- Il moto parabolico Il moto parabolico come composizione di un moto orizzontale uniforme e di uno verticale accelerato, con equazione della traiettoria, gittata e velocità di impatto.
- Potenza, energia spesa e forza elastica La potenza e la sua unità (il watt), problemi sull'energia spesa, la forza elastica con la legge di Hooke e il lavoro della molla.
- Ripasso generale ed energia potenziale Ripasso di cinematica, dinamica ed energia e introduzione dell'energia potenziale per le forze conservative, gravitazionale ed elastica.
- Esercizi d'esame e sistemi di corpi collegati Esercizi d'esame su moto parabolico, lavoro ed energia e massa su molla, con la tensione delle funi e i sistemi di corpi collegati tramite carrucole.
- Il moto armonico semplice L'equazione del moto armonico semplice e la sua soluzione, con pulsazione, periodo, frequenza, condizioni iniziali ed energia dell'oscillazione.
- Esonero, moto circolare e pendolo semplice Un problema d'esonero completo, il moto circolare con accelerazione tangenziale e centripeta e il pendolo semplice con T = 2π√(L/g).