Esame scritto del corso di Fisica 2 del 5

Corso di Fisica (6CFU)
Corso di laurea in Informatica
A.A. 2010-2011
(Prof. Anna Sgarlata)
Fisica 1
1. Introduzione e vettori
Unita' di misura e dimensioni. Ordini di grandezze e cifre significative. Sistemi di riferimento
e coordinate. Vettori e scalari. Somma e differenza di vettori, moltiplicazione per uno scalare.
I vettori e le loro componenti. Versori. Prodotto scalare. Prodotto vettoriale. Risoluzione di
esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 1)
2. Moto rettilineo in una dimensione
Posizione e spostamento. Velocità media e istantanea. Accelerazione. Un caso particolare:
accelerazione costante. Le equazioni del moto uniformemente accelerato. Moto di un corpo in
caduta libera. Risoluzione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 2)
3. Moto in due e tre dimensioni.
Posizione, spostamento, velocità e accelerazione. Equazioni del moto uniformemente
accelerato. Moto di un proiettile pesante. Equazione della traiettoria. Gittata ed altezza
massima raggiunta dal proiettile. Moto circolare uniforme. Accelerazione centripeta.
Accelerazione tangenziale e radiale. Risoluzione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 3)
4. Le forze ed il moto
Il principio di inerzia o Prima Legge di Newton. La massa. Relazione tra massa ed
accelerazione. La forza. Unità di misura: il newton. Seconda legge di Newton. La terza legge
di Newton. Alcune forze particolari: forza peso; forza normale ad un piano di appoggio; forza
di attrito; tensione di una fune; forza centripeta, Forza Elastica, Forza viscosa. Composizione
di forze. Forza risultante. Applicazioni delle leggi di Newton. Un caso particolare: Il Moto
Armonico: Molla e Pendolo. Risoluzione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitoli 4, 5 e 12)
5. Energia cinetica e lavoro
Energia. Lavoro di una forza. Caso semplice: forza costante e spostamento in una dimensione.
Lavoro svolto da una generica forza variabile lungo una curva nello spazio Unità di misura: il
joule. Esempi: lavoro svolto dalla forza gravitazionale e da una forza elastica.Teorema
dell'Impulso e Teorema dell'energia cinetica (o teorema delle forze vive). Potenza. Unità di
misura: il watt. Risoluzione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 6)
6. Energia potenziale e conservazione dell'energia.
Forze conservative. Energia potenziale. Due casi; energia potenziale gravitazionale e energia
potenziale elastica. Conservazione dell'energia meccanica. Bilancio dell' energia meccanica in
presenza di forze non conservative. Come ricavare la forza qualora sia noto il potenziale. Le
curve dell'energia potenziale: punti di equilibrio, punti di inversione del moto. Risoluzione di
esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 7)
Fisica 2
7. Sistemi di punti materiali. Quantità di moto.
Il centro di massa. Moto del centro di massa. Seconda equazione di Newton per un sistema di
punti materiali. Quantità di moto. Quantità di moto di un sistema di punti materiali.
Conservazione della quantità di moto. Risoluzione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 8)
8. Urti.
Cosa è un urto. Caratteristiche delle forze agenti in un urto. Impulso. Quantità di moto ed
energia cinetica in un urto. Urti elastici ed anelastici in una dimensione: bersaglio fisso,
bersaglio mobile. Urti in due dimensioni. Discussione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 8)
9. Moto rotazionale. Momento angolare.
Variabili rotazionali: angoli, velocità angolare ed accelerazione angolare. Relazioni tra
variabili lineari ed angolari. Caso di un corpo rigido. Cinematica rotazionale di un corpo
rigido: caso del moto con accelerazione angolare costante. Energia cinetica rotazionale.
Momento d'inerzia. Calcolo del momento d'inerzia di un corpo rigido: barra rigida, cilindro
pieno uniforme, sfera piena. Teorema di Huyghens-Steiner o degli assi paralleli. Momento di
una forza.
Seconda legge di Newton per il moto rotatorio. Il momento angolare per una particella
puntiforme. La seconda legge di Newton e il momento angolare. Momento angolare di un
sistema di particelle. Momento angolare di un corpo rigido che ruota intorno ad un asse fisso.
Conservazione del momento angolare. Condizioni di equilibrio per un corpo rigido. Lavoro ed
energia cinetica rotazionale. Rotolamento come combinazione di traslazione e rotazione.
Moto di puro rotolamento. L'energia cinetica nel rotolamento. Le forze nel rotolamento. Il
ruolo dell'attrito. Discussione di esercizi.
(Jewett-Serway, capitolo 10 tranne paragrafo 10.10 sui giroscopi)
10. La Gravita’, le Orbite Planetarie, l’Atomo di Idrogeno.
Variabili rotazionali: angoli, velocità angolare ed accelerazione angolare. Relazioni tra La
legge di Gravitazione Universale di Newton, Le Tre Leggi di Keplero. Considerazioni
energetiche sul moto dei pianeti e dei satelliti: Energia Cinetica ed Energia Potenziale
Gravitazionale. Velocita’ di Fuga. Spettri Atomici e teoria di Bohr dell’atomo dell’atomo di
Idrogeno
(Jewett-Serway, capitolo 11 tranne paragrafo 11.2 modelli strutturali)
Roma, 25 maggio 2011