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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
