INDICE GRANDEZZE FISICHE
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- Pietro Isidoro Manzo
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1 INDICE CAPITOLO 1 GRANDEZZE FISICHE Compendio Introduzione Il metodo scientifico Leggi della Fisica e Principi I modelli in Fisica Grandezze fisiche e loro misurazione Metodi di misurazione Dimensioni delle grandezze fisiche Sistemi di unitàdimisura Errori Tempo Lunghezza Massa Misure e indeterminazione Misure di tempo Il secondo Misure indirette di tempo 22
2 X Indice ISBN Misure di tempi di reazione nucleare Misure di lunghezza Il metro Metodo della triangolazione Metodi basati su misure di tempo Metodi per distanze astronomiche Metodi per dimensioni nucleari Legge del decadimento Errori Errori sistematici ed errori casuali Risultato di una misurazione Distribuzione di Gauss Distribuzione di Poisson Propagazione degli errori Cifre significative 36 Riepilogo di alcune relazioni significative 37 CAPITOLO 2 CALCOLO VETTORIALE Compendio Grandezze scalari e grandezze vettoriali Notazioni e definizioni vettoriali Somma e differenza di vettori Prodotto di uno scalare per un vettore Versori Scomposizione di vettori Prodotto scalare Prodotto vettoriale Rappresentazione cartesiana ortogonale Equivalenza fra le rappresentazioni vettoriali Espressioni cartesiane delle operazioni fra vettori Proprietà delle derivate di vettori Derivate di versori e di vettori Momento di un vettore applicato Vettore posizione Coordinate polari piane Vettori e proprietà ditrasformazione Traslazioni Rotazioni attorno a uno degli assi 61
3 ISBN Indice XI Riflessione speculare Prodotti tripli Sistemi di vettori applicati Operatore Nabla Coordinate polari e cilindriche Coordinate polari sferiche Coordinate polari cilindriche Gradiente, divergenza e rotore 69 Riepilogo di alcune relazioni significative 70 CAPITOLO 3 CINEMATICA Compendio Introduzione Moto e sistemi di riferimento Lo schema del punto materiale Equazione vettoriale del moto: traiettoria e legge oraria Introduzione al concetto di velocità Il vettore velocità Rappresentazione intrinseca della velocità Rappresentazione cartesiana della velocità Accelerazione Espressione intrinseca dell accelerazione Classificazione di moti elementari Moti uniformi Moti con s = costante Moti rettilinei Moti circolari Geometria e versori intrinseci della traiettoria Moto circolare uniforme Moto circolare uniformemente vario Grandezze angolari Periodicità del moto circolare uniforme Equazioni differenziali nel moto circolare uniforme Moto oscillatorio armonico Moto piano in coordinate polari Il problema inverso della cinematica Moto con accelerazione costante: i gravi Cinematica dei moti relativi: introduzione 110
4 XII Indice ISBN Leggi di trasformazione di velocità eaccelerazione Moto relativo di traslazione rettilinea Trasformazioni di Galileo Moto relativo di rotazione Moto relativo di rototraslazione Velocità eaccelerazione nei moti relativi Derivate di vettori e sistemi di riferimento Trasformazioni delle velocità Trasformazioni delle accelerazioni Cinematica e proprietà geometriche delle curve Moto in coordinate polari 124 Riepilogo di alcune relazioni significative 125 CAPITOLO 4 I PRINCIPI DELLA DINAMICA Compendio Introduzione Interazioni e ambiente Forze Definizione operativa delle forze Reazioni vincolari Introduzione ai Principi della Dinamica Primo Principio della Dinamica Le indicazioni sperimentali I sistemi di riferimento inerziali Secondo Principio della Dinamica Massa inerziale Principio di azione e reazione Quantità dimoto e impulso Momento angolare Massa e peso Misure indirette di massa Quantizzazione della massa Misura dinamica delle forze Principio di relatività Interazioni fondamentali Interazione gravitazionale Interazione elettrodebole Interazione nucleare forte 159
5 ISBN Indice XIII 4-19 Campi di forze 160 Riepilogo di alcune relazioni significative 161 CAPITOLO 5 APPLICAZIONI DEI PRINCIPI DELLA DINAMICA Compendio Introduzione Forze costanti Forze elastiche e legge di Hooke Il pendolo semplice Forze che dipendono dalla velocità Attrito radente Attrito statico Attrito dinamico Attrito e locomozione Dinamica di moti circolari Dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali La dinamica in un treno accelerato Non equivalenza dei sistemi di riferimento non inerziali La dinamica in un ascensore accelerato La dinamica su una piattaforma rotante Sistema di riferimento terrestre Oscillazioni smorzate Oscillazioni forzate e risonanza 198 Riepilogo di alcune relazioni significative 200 CAPITOLO 6 ENERGIA E LAVORO Compendio Introduzione Lavoro di una forza Energia cinetica - Teorema delle forze vive Campi di forze conservativi Alcuni campi conservativi Forza peso Forza elastica Forze centrali a simmetria sferica Forza centrifuga Forze non conservative 217
6 XIV Indice ISBN Conservazione dell energia meccanica Trasformismo dell energia Energia negli oscillatori Trasferimenti di energia Macchine semplici Potenza Energia potenziale e stabilità dell equilibrio 232 Riepilogo di alcune relazioni significative 236 CAPITOLO 7 DINAMICA DEI SISTEMI Compendio Introduzione Centro di massa Sistemi discreti Sistemi continui Quantità dimoto e moto del centro di massa Moto del centro di massa Conservazione della quantità dimoto Momento angolare di un sistema Equazioni cardinali Terzo Principio della Dinamica Sistemi di forze parallele e baricentro Moto rispetto al centro di massa Momento angolare Energia cinetica Energia e lavoro Fenomeni d urto Introduzione La conservazione di grandezze dinamiche negli urti Urti unidimensionali Moto dei razzi Moto relativo di due corpi 270 Riepilogo di alcune relazioni significative 273 CAPITOLO 8 CORPI RIGIDI Compendio Introduzione 276
7 ISBN Indice XV 8-2 Cinematica dei sistemi rigidi Moti traslatori Moti rotatori con asse fisso Moti rotatori con asse variabile Momento di inerzia Dinamica dei sistemi rigidi con asse fisso L equazione del moto Assi di rotazione e assi di simmetria Pendolo fisico Pendolo di torsione Conservazione del momento angolare assiale Energia cinetica di un sistema rigido Lavoro delle forze agenti sui sistemi rigidi Energia nel rotolamento puro Attrito volvente Statica dei sistemi rigidi Fenomeni elastici 302 Riepilogo di alcune relazioni significative 303 CAPITOLO 9 GRAVITAZIONE Compendio Introduzione Legge di gravitazione Legge di Newton e leggi di Keplero Campi centrali a simmetria sferica. Costanti del moto Orbite circolari nel campo gravitazionale Costante gravitazionale G Gravitazione ed esplorazioni spaziali Gravitazione e cosmologia Densità edestino dell Universo I buchi neri 319 Riepilogo di alcune relazioni significative 320 APPENDICE Premi Nobel per la Fisica 337 Indice analitico 341
INDICE PREFAZIONE CAPITOLO 1 GRANDEZZE FISICHE 1 APPROFONDIMENTI COMPLEMENTI
INDICE PREFAZIONE xv CAPITOLO 1 GRANDEZZE FISICHE 1 1-1 Introduzione 1-2 Il metodo scientifico 1-3 Leggi della Fisica e Principi 1-4 I modelli in Fisica 1-5 Grandezze fisiche e loro misurazione 1-6 Metodi
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