Fisica I (8 CFU) – Gozzini Sara

PROGRAMMA di FISICA I

Prof.ssa Adele Sassella

Introduzione. La legge fisica e il procedimento per giungere ad una teoria; grandezze fisiche;
grandezze fondamentali e derivate; unità di misura; equazioni dimensionali.
Cinematica. Posizione e spostamento; grandezze vettoriali; operazioni di somma e differenza tra
vettori. Traiettoria e legge oraria; velocità media e velocità istantanea. Moto rettilineo uniforme.
Accelerazione media e istantanea; moto uniformemente accelerato; caduta di un grave. Lancio di
un grave verso l’alto; moto parabolico. Moto circolare uniforme: vettori posizione, velocità
tangenziale e acclerazione centripeta. Velocità e accelerazione angolari. Velocità angolare
vettoriale, con v=ω×r. Prodotto vettoriale: definizione, significato e proprietà. Moto armonico.
Dinamica del punto materiale. I principi di Newton: massa e forza. La forza peso. Oggetto su un
piano e reazione vincolare. Piano inclinato; corpo sospeso; pendolo semplice. Forza elastica e
oscillatore armonico libero. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso e velocità limite. Definizione di
lavoro compiuto da una forza; prodotto scalare: definizione, significato e proprietà. Lavoro
compiuto da una forza elastica e dalla forza peso. Energia cinetica; teorema lavoro-energia
cinetica. Lavoro, potenza, energia cinetica. Forze e sistemi conservativi. Energia potenziale e
conservazione dell’energia meccanica; esempi: la forza peso e la forza elastica. Energia
potenziale ed equilibrio. Forze e sistemi non conservativi e conservazione dell’energia nel caso
generale. Forze centrali e loro conservatività. Legge di gravitazione universale, energia potenziale
gravitazionale Cenni al concetto di campo e campo gravitazionale.
Dinamica dei sistemi e corpo rigido. Centro di massa: posizione, velocità, accelerazione. Moto
del centro di massa e prima equazione cardinale della dinamica. Impulso di una forza e quantità di
moto; conservazione della quantità di moto. Urti: urti unidimensionali elastici e anelastici; urti in due
e tre dimensioni. Il pendolo balistico.
Definizioni di corpo rigido e momento di una forza. Baricentro e centro di massa. Equilibrio
traslazionale e rotazionale di un corpo. Energia cinetica di rotazione e momento di inerzia di un
corpo rigido. Teorema di Hyugens-Steiner: enunciato ed esempi. Energia cinetica totale per un
corpo che trasla e ruota. Corpo rigido che rotola.
Momento angolare di un punto materiale; particella in moto rettilineo uniforme e in moto circolare
uniforme. Momento angolare totale e rotazione di un corpo rigido. Conservazione del momento
angolare. Equazioni cardinali. Lavoro compiuto durante la rotazione e teorema lavoro-energia per
la rotazione.
Oscillazioni e onde. Impulsi e onde: caratteristiche generali e rappresentazione; funzione d’onda.
Onde longitudinali e trasversali. Equazione di D’Alembert. Onde armoniche ed equazione di
D’Alembert per le onde armoniche. Interferenza di onde armoniche; battimenti; gruppo e pacchetto
d’onde (cenni). Onde stazionarie. Dinamica ed equazione delle onde per onde meccaniche in una
corda. Il suono: caratteristiche generali; i caratteri del suono.
Fluidi. Principi di Stevino; legge di Pascal; legge di Archimede. Portata e flusso laminare; teorema
di Bernoulli.