Main training FISICA. Lorenzo Manganaro. Lezione 3 Cinematica

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3 Main training FISICA Lorenzo Manganaro Lezione 3 Cinematica

4 1. Introduzione e caratteri generali 2. Moti 1D 1. Moto uniformemente accelerato 2. Moto rettilineo uniforme 3. Moti 2D 1. Moto parabolico (Cenni) 2. Moto circolare uniforme 3. Moto oscillatorio

5 Uniformemente accelerato (e caduta libera) 2. Circolare uniforme 3. Carattere generale Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina 5 0 Vettori Cinematica - generale - Moti in genere Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato - Caduta libera Moto circolare uniforme Moto parabolico Pendolo - piccole oscillazioni - Moto armonico F=ma, Principi della dinamica - Forza elastica Forza di attrito Dinamica generale - Sistemi di riferimento non inerziali Gravitazione - Campo gravitazionale Keplero Teorema dell'impulso Urti e quantità di moto - cons momento angolare Corpo rigido - leve Lavoro di una forza Energia cinetica Potenziale elastico Potenziale gravitazionale Conservazione dell'energia meccanica Bilancio energetico con forze dissipative Potenza Pressione - Legge di Pascal Legge di Stevino - Esperimento di Torricelli Legge di Archimede Portata- Dinamica in generale Bernoulli Torricelli Calore, Temperatura, calorie, calore specifico Dilatazione termica Equilibrio termico Passaggi di stato Conduzione convezione irraggiamento I principio Macchine termiche - II principio - Ciclo di Carnot Entropia Gas perfetti - cinetica - Leggi di Boyle - Gay Lussac - Eq Trasformazioni (isobara isocora isoterma adiabatica e Ottica geometrica - Lenti Onde stazionarie Effetto Doppler Legge di Coulomb - Campo elettrico Energia - Potenziale elettrostatico Flusso e teorema di Gauss Elettrizzazione - Elettricità - Conduttori - Condensatori Serie e parallelo di condensatori II Legge di Ohm Serie e parallelo di resistenze Corrente - Circuiti elettrici - Leggi di Kirchhoff Effetto Joule - Potenza elettrica - Intensità lampadine Campo magnetico - Magnetismo Forza di Lorentz Biot-Savart - Laplace Teorema di Ampere Induzione elettromagnetica Equazione di Maxwell e onde - Spettro elm Fisica nucleare - Radiazione - Meccanica quantistica Altro: densità-volume-peso specifico

6 Lo studio del moto di un corpo, indipendentemente dalle cause che lo generano Approssimazione: il PUNTO MATERIALE Un corpo di cui si trascurano le dimensioni (PUNTO) ma dotato di massa (MATERIALE)

7 Grandezze fisiche coinvolte: 1. Fondamentali: Spazio [L] Tempo [T] Cosa vuol dire studiare il moto di un corpo? Determinazione delle leggi orarie 2. Derivate Velocità [L][T] -1 Accelerazione [L][T] -2 s = s( t)

8 Esempio: Un corpo si muove lungo una retta (x), si misura la posizione del corpo a intervalli regolari di un secondo e si trova il corpo nei seguenti punti:

9 Moto osservato:

10 Moto osservato: Legge oraria:

11 Moto osservato: Legge oraria:

12 Moto osservato: Legge oraria:

13 Moto osservato: Legge oraria:

14 Moto osservato: Legge oraria:

15 Moto osservato: Legge oraria:

16 La variazione della posizione di un corpo in funzione del tempo Velocità scalare media: v = Δs Δt NOTA 1: [ ] [ ] [ V ] = L T Velocità vettoriale media:! v = Δ! s Δt NOTA 2: Sempre in fisica: = Finale - Iniziale

17 La variazione della velocità di un corpo in funzione del tempo Accelerazione scalare media: Accelerazione vettoriale media: a = Δv Δt! a = Δ! v Δt [ a] = V T [ ] [ ] = [ L] [ T ][ T ] = [ L ] [ T ] 2

18 Un corpo che si muove lungo una retta con velocità costante: s = vt + s 0!v = costante a = 0 s v s 0 t t

19 Un corpo che si muove lungo una retta con velocità costante: s = vt + s 0!v = costante a = 0 s v s 0 t t

20 Nel moto rettilineo uniforme lo spazio percorso: A. è inversamente proporzionale al tempo B. varia con il quadrato del tempo C. è direttamente proporzionale al tempo D. varia con il cubo del tempo E. nessuna delle altre risposte è corretta

21 Nel moto rettilineo uniforme lo spazio percorso: A. è inversamente proporzionale al tempo B. varia con il quadrato del tempo C C. è direttamente proporzionale al tempo D. varia con il cubo del tempo E. nessuna delle altre risposte è corretta

22 t t t Un corpo di che si muove lungo una retta con accelerazione costante: s = 1 2 at 2 + v 0 t + s 0 v = at + v 0!a = costante s v a s 0 v 0

23 Un tram sta viaggiando lungo dei binari dritti e orizzontali a una velocità di 12,0 m/s quando vengono attivati i freni. A causa di questo, il tram decelera con un tasso costante di 1,50 m/s 2 fino a fermarsi. Qual è la distanza percorsa dal tram nel tempo totale in cui ha decelerato? A. 48,0 m B. 18,0 m C. 96,0 m D. 108,0 m E. 216,0 m

24 Un tram sta viaggiando lungo dei binari dritti e orizzontali a una velocità di 12,0 m/s quando vengono attivati i freni. A causa di questo, il tram decelera con un tasso costante di 1,50 m/s 2 fino a fermarsi. Qual è la distanza percorsa dal tram nel tempo totale in cui ha decelerato? A. 48,0 m B. 18,0 m C. 96,0 m A D. 108,0 m E. 216,0 m

25 Un corpo cade da un altezza h con velocità iniziale nulla t = 2h g v = 2gh

26 Un sasso lasciato cadere da 20 cm di altezza arriva a terra con una velocità v=2 m/s (circa). Se lo stesso sasso è lasciato cadere da un altezza doppia arriverà a terra con una velocità di circa: A. 4 m/s B. 2 9,8 m/s C. 8 m/s D. 2 2 m/s E. Dipende dalla massa del sasso

27 Un sasso lasciato cadere da 20 cm di altezza arriva a terra con una velocità v=2 m/s (circa). Se lo stesso sasso è lasciato cadere da un altezza doppia arriverà a terra con una velocità di circa: A. 4 m/s B. 2 9,8 m/s C. 8 m/s D D. 2 2 m/s E. Dipende dalla massa del sasso

28 Asse x: Moto rettilineo uniforme Asse y: Moto uniformemente accelerato v x 0 = v 0 cos( θ ) v y 0 = v 0 sin( θ )

29 Due sferette identiche A e B vengono lasciate cadere contemporaneamente dalla stessa altezza, la sferetta A con velocità iniziale nulla, la B con velocità orizzontale v. Trascurando l attrito, quando arrivano le sferette al suolo? A. Contemporaneamente B. La sferetta A per prima C. La sferetta B per prima D. La sferetta B per prima se la velocità orizzontale v è maggiore di 9,8 m/s E. I dati non sono sufficienti per fare una previsione attendibile

30 Due sferette identiche A e B vengono lasciate cadere contemporaneamente dalla stessa altezza, la sferetta A con velocità iniziale nulla, la B con velocità orizzontale v. Trascurando l attrito, quando arrivano le sferette al suolo? A. Contemporaneamente B. La sferetta A per prima C. La sferetta B per prima D. La sferetta B per prima se la velocità orizzontale v è maggiore di 9,8 m/s E. I dati non sono sufficienti per fare una previsione attendibile A

31 Un corpo che si muove lungo una circonferenza con velocità scalare costante T = 2π R v Tempo = Spazio/Velocità : analogo al moto rettilineo uniforme a = v2 R Accelerazione centripeta

32 Frequenza: f = 1 T Velocità angolare: ω = 2π T = 2π f Da cui: v = ω R e a = ω 2 R

33 Un sasso ruota attorno a un centro fisso trattenuto da un filo lungo 1 m con velocità angolare pari a 10 rad/s. Qual è (entro il 2%) la giusta proposizione (detta g l accelerazione di gravità)? A. È sottoposto ad accelerazione pari a 1 g B. È sotto posto ad accelerazione pari a 10 g C. La velocità periferica è 10π m/s D. La velocità periferica è π 2 m/s E. La frequenza del moto è 2 Hz

34 Un sasso ruota attorno a un centro fisso trattenuto da un filo lungo 1 m con velocità angolare pari a 10 rad/s. Qual è (entro il 2%) la giusta proposizione (detta g l accelerazione di gravità)? A. È sottoposto ad accelerazione pari a 1 g B. È sotto posto ad accelerazione pari a 10 g A C. La velocità periferica è 10π m/s D. La velocità periferica è π 2 m/s E. La frequenza del moto è 2 Hz

35 T = 2π l g

36 Un pendolo ha un periodo di oscillazione di 4 s. Se si quadruplica la lunghezza del pendolo, che valore assumerà il periodo? A. 8 s B. 4 s C. 2 s D. 5,6 s E. 16 s

37 Un pendolo ha un periodo di oscillazione di 4 s. Se si quadruplica la lunghezza del pendolo, che valore assumerà il periodo? A. 8 s B. 4 s C. 2 s A D. 5,6 s E. 16 s