Argomenti
Liceo scientifico “Enrico Fermi”
Anno scolastico 2003-2004
Classe 3L - Fisica - Programma svolto
Prof. Andrea Zucchini
STATICA (RIPASSO)
Il punto materiale
Le forze
Elasticità e forze elastiche
Relazione forza – allungamento per una molla
Accelerazione di gravità
La forza peso
Definizione di momento di un vettore
Definizione di momento di una forza
Condizione di equilibrio di un corpo “esteso” sotto l’azione di forze
r
⎧⎪ Ftot = 0
⎨r
⎪⎩M tot = 0
Argomenti
Argomenti
Problemi vari di statica
Equilibrio di una trave gravata da un peso e posta su due sostegni
PRINCIPI DELLA DINAMICA (RIPASSO)
Le leggi della dinamica
Forze reali e forze apparenti
Sistemi di riferimento inerziale
Determinazione dei sistemi di riferimento inerziali
I principio della dinamica
II principio della dinamica
Verifica di I & II principi della
III principio della dinamica
dinamica sulla rotaia a cuscino
Massa inerziale
d’aria
r
Relazione fra accelerazione di gravità g e forza peso
Misure qualitative sulla forza
d’attrito
Macchine semplici:
Bilancia inerziale
Piano inclinato
Leve
Carrucole e paranchi
Forze d’attrito in generale
Attrito statico e attrito dinamico
Altri tipi d’attrito dipendenti da una potenza della velocità
LA CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA MECCANICA
Variazione e conservazione di grandezze fisiche
L'energia in generale
Il lavoro di una forza costante parallela allo spostamento
La definizione di lavoro di una forza costante
Esperimenti vari di conservazione
Fatica e lavoro
dell’energia sulla rotaia a cuscino
Il lavoro di una forza variabile
d’aria
L'energia cinetica
Energia meccanica in un oscillatore
L'integrale e il lavoro
lineare
Teorema delle forze vive (o dell’energia cinetica)
Moto armonico su rotaia a cuscino
La potenza
d’aria
Il lavoro compiuto dalle forze di interazione tra due corpi
Moto armonico per una massa
Forze conservative e dissipative
sospesa
L'energia potenziale in generale
Definizione di energia potenziale a partire dal lavoro
Energia potenziale gravitazionale (approssimata)
L'energia potenziale elastica
La legge di conservazione dell'energia meccanica
Le macchine semplici dal punto di vista energetico
Argomenti
Argomenti
CONSERVAZIONE DELLA QUANTITÀ DI MOTO
La quantità di moto
La legge della conservazione della quantità di moto
L'impulso di una forza
Teorema dell’impulso
Esperimenti sulla conservazione
I principi della dinamica e la legge di conservazione della quantità di
della quantità di moto: urti in una
moto
dimensione e in due dimensioni
Gli urti unidimensionale (su una retta)
Esperimenti sui sistemi non
Urti elastici e anaelastici
inerziali.
Gli urti obliqui
La scoperta del neutrone
Il centro di massa
Teorema del centro di massa
MOTI CIRCOLARE E ARMONICO
Definizione di radiante
Moto circolare uniforme
Trasformazione da gradi a radianti e inverse
Definizione di moto circolare uniforme di un punto materiale
Periodo
Frequenza
Velocità angolare
Velocità lineare
Accelerazione centripeta e centrifuga
Forze elastiche generanti moti armonici
Moto armonico semplice
Moto del pendolo
MOMENTO ANGOLARE E SUA CONSERVAZIONE
Momento di una forza
Momento angolare
Momento angolare di un punto materiale
Velocità ed accelerazione angolare.
Moto rotatorio uniforme ed uniformemente accelerato.
Natura vettoriale della rotazione.
Argomenti
r
⎧ r (e ) dP
⎪⎪ F =
dt
Equazioni cardinali per un sistema di punti ⎨
r
⎪τr (e ) = dL
⎪⎩
dt
Momento di una forza e lavoro di una forza nel moto rotatorio.
Leggi di conservazione e simmetrie;conservazione momento angolare
Conservazione e variazione del momento angolare
Rotazione di un corpo rigido attorno ad un asse fisso.
Momento d'inerzia
Energia cinetica di rotazione e momento d'inerzia.
Teorema dell'energia cinetica per le rotazioni.
La legge fondamentale del moto di rotazione di un corpo rigido.
Momento angolare di un corpo rigido.
Condizioni di equilibrio.
Teorema di Steiner
Teorema di Koening
Forze parallele concordi applicate in due punti diversi di un corpo rigido
non vincolato: forze equivalenti. Coppie di forze.
Il moto di un corpo rigido non vincolato.
Giroscopio
Precessione
Pendolo di Maxwell
Problemi vari sui corpi in rotazione
Misura del momento di inerzia di
una ruota.
Verifica della conservazione del
momento angolare di un sistema di
due ruote accoppiate
Pendolo di Maxwell
Giroscopio
Argomenti
Argomenti
SISTEMI DI RIFERIMENTO
NON INERZIALI
Moto relativo.
Composizione degli spostamenti e delle velocità. L'accelerazione nei
sistemi di riferimento in moto relativo.
Invarianza delle leggi della dinamica: principio di relatività classica.
Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali.
Forze apparenti o fittizie
Forza centrifuga, forza di Coriolis
Pendolo di Foucault
LA GRAVITAZIONE
La legge di gravitazione universale
Il valore della costante G
La fisica della Terra e del cielo
Le leggi di Keplero
Massa inerziale e massa gravitazionale
La deduzione delle leggi di Keplero
Il campo gravitazionale
L'energia potenziale gravitazionale
La forza di gravità e la conservazione dell'energia meccanica
La velocità dei satelliti in orbita circolare: prima velocità cosmica
Velocità di fuga: seconda velocità cosmica
Energia di fuga ed energia di legame
I buchi neri
Raggio di Schwartzchild
Lenti gravitazionali
Accelerometro
Base rotante
Forze di Coriolis
Pendolo di Maxwell
