Fisica Sperimentale II (Mecc. Term.) - Elettronica


Prof.ssa Elisabetta Comini, Ing. Dario Zappa



Programma del corso in italiano:

0. Introduzione al corso, presentazione e scopo del corso

1. Unità, Dimensioni e fattori di scala
Unità fondamentali
Discussione di “Power of Ten”
Dimensioni
L’arte di fare Misure
Ragionamenti di scala
Galileo aveva ragione con il suo ragionamento di scala?
Analisi dimensionali

2. Introduzione alla cinematica
Introduzione al moto 1D
Velocità scalare media vs velocità media
Velocità istantanea
Misurare la velocità media di un proiettile
Accelerazione media
Accelerazione istantanea
Equazione quadratica della posizione nel tempo
Moto 1D con accelerazione costante
Cinematica 1D
Traiettorie

3. Vettori 
Decomposizione dei vettori
Prodotto scalare 
Prodotto vettoriale
Decomposizione in 3D di vettori r, v e a
Moto dal proiettile in un piano verticale

4. Definizioni in 1D ed 2D

5. Moto del proiettile
Forma della traiettoria del proiettile
Come misurare la velocità iniziale?
Sparare un proiettile alla massima distanza orizzontale
Sparare un proiettile ad una scimmia 
Sistema di riferimento della Scimmia che cade

6. Moto circolare uniforme
Moto circolare uniforme e accelerazione centripeta
Ci deve essere una spinta, cosa succede se non c’è una spinta o qualcosa che tira?
Moto dei pianeti attorno al sole
Far ruotare gli oggetti
Creare gravità attraverso la rotazione
Una centrifuga in azione
Far ruotare un secchio di acqua con una corda

7. Leggi di Newton
Prima legge di Newton e sistemi di riferimento inerziale
Seconda legge di Newton
Sovrapposizione di forze e forza risultante
Terza legge di Newton, Azione=-reazione
Conseguenze della terza legge di Newton
Decomposizione delle forze nella direzione x e y

8. Peso, Gravità percepita e assenza di peso
Cos’è il peso?
Tensione in una corda senza massa
Peso quando ruotiamo attaccati ad una corda
Oggetti in caduta libera senza peso
Esperimenti a “zero gravità”

9. Forze di attrito
Forze normali e forze di attrito
Misura del coefficiente di attrito statico
Altro metodo per misurare l’attrito
Come ridurre l’attrito

10. Ripasso delle lezioni precedenti
Ragionamenti di scala
prodotto scalare
prodotto vettore
Cinematica 1D 
Traiettorie
Moto circolare uniforme

11. Legge di Hooke e oscillatore armonico semplice
Effetto della forza di compressione/estensione di una molla
Equazioni dinamiche di spostamento della molla
Misurare il periodo di oscillazione di una molla
Equazioni dinamiche del pendolo
Confronto di molla e pendolo

12. Lavoro Energia e gravitazione universale
1D lavoro ed energia cinetica
Lavoro calcolato in 3D
Gravità: forza conservativa
Quando la gravità è la sola forza
Quello che importa è la differenza di energia potenziale
Montagne russe e sopra-sotto
Legge di Newton della gravitazione universale
Conservazione dell’energia meccanica e della palla per demolizione

13. Energia di un Sistema e sua conservazione

14. Forze di resistenza dell’aria
Forza di resistenza dell’aria
Due regimi e velocità critica
Misura di palline in un fluido
Raggiungimento della velocità terminale 
Resistenza aerodinamica e pressione
Calcolo numerico di esempi di resistenza aerodinamica
Forze resistive e traiettorie

15. Equazione del moto per l’oscillatore armonico semplice
Energia potenziale gravitazionale
Calcolo di U(x) da F(x) e viceversa
Punti di equilibrio
Buca di energia potenziale parabolica (OAS)
Buca di energia potenziale circolare (OAS)

16. Orbite e velocità di fuga
Velocità di fuga
Orbite circolari
Potenza
Calore e varie forma di energia
Consumo di energia e risorse

17. Quantità di moto e sua conservazione
Conservazione del momento
Energia cinetica e momento per urti 1D
Energia e momento per incidenti di macchine 2D
Condizioni per aumentare l’energia cinetica
Centro di massa del sistema

18. Collisioni elastiche ed inelastiche
Urti elastici 1D
Urti con il muro
Centro di massa e suo sistema di riferimento
Urti inelastici 1D ed energia interna
Dimostrazione del pendolo di Newton

19. Momento di oggetti singoli
Pendolo balistico
Impulso e tempo di impatto
Dimostrazione di rimbalzo sorprendente
Spinta di un razzo
Combustione del carburante e velocità del razzo

20. Ripasso delle lezioni precedenti
Teorema del lavoro-energia
Rotazioni bizzarre
Pendolo lavoro ed energia
Molle, OAS e condizioni iniziali
Legge di Newton della gravitazione universale
Forze resistive e termine viscoso
Urti e conservazione del momento

21. Corpi rigidi in rotazione, inerzia e teorema degli assi
Accelerazione angolare nel moto circolare
Energia cinetica di rotazione e momento di inerzia
Teorema di assi paralleli e perpendicolari
Gestione dell’energia nei volani
Energia cinetica rotazionale dei pianeti e delle stelle

22. Momento angolare
Momento angolare di una particella
Cambiamento del momento angolare
Momento angolare di corpi rigidi
Pattinatori
Momento angolare di un sistema 

23. Momento di Torsione
Equazioni fondamentali del momento angolare e del momento di torsione
Dinamica di un’asta che ruota
Pendolo fisico
24. Moto di rotolamento e giroscopi
Puro rotolamento di un cilindro pieno e vuoto
Applicare un momento di torsione ad una ruota che gira
Moto di precessione
Giroscopio
25. Equilibrio statico stabilità
Rotazione vs traslazione
Stabilità su una scala
Tensione della corda ridotta dalla frizione
Trovare il centro di massa di un corpo rigido
Stabilità di un equilibrista

26. Leggi di Keplero, orbite ellittiche e cambio di orbite
Leggi di Keplero ed orbite ellittiche
Orbita ellittica 
passaggio da orbita circolare ad ellittica

27. Moto armonico semplice di corpi sospesi
Pendolo fisico
Pendolo di torsione

28. Temperatura e termodinamica: principio zero
Pressione e variazione della pressione con la profondità, 
Temperatura e principio zero della termodinamica, 
termometri e scala celsius, termometro a gas a volume costante e scala assoluta delle temperature, 
dilatazione termica di solidi e liquidi, descrizione macroscopica di un gas perfetto

29. Primo principio della termodinamica
Calore ed energia interna, calore specifico e calorimetria Calore latente, lavoro e calore nelle trasformazioni, il primo principio della termodinamica, trasformazioni adiabatiche, isobare, isocore, isoterme, meccanismi di scambio di energia nei processi termici (conduzione, convezione e irraggiamento), il vaso dewar

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