Indice. Grandezze fisiche Introduzione Misura e unità di misura Equazioni dimensionali... 15

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1 Indice Grandezze fisiche Introduzione Misura e unità di misura Equazioni dimensionali Elementi di calcolo vettoriale Introduzione Vettore e sue rappresentazioni Algebra vettoriale Prodotto per uno scalare Versore Somma vettoriale Differenza vettoriale Vettori componenti Componenti ortogonali di un vettore Vettori nello spazio Rappresentazioni di un vettore nello spazio Somma vettoriale col metodo delle componenti Prodotto scalare Prodotto scalare col metodo delle componenti Prodotto vettoriale Prodotto vettoriale col metodo delle componenti Momento di un vettore Derivazione e integrazione di un vettore Cinematica del punto materiale Introduzione Velocità scalare media Velocità scalare istantanea Determinazione della legge oraria dalla velocità Accelerazione scalare media e accelerazione scalare istantanea Determinazione della legge oraria dall accelerazione Descrizione del moto nello spazio tridimensionale Velocità vettoriale Determinazione della legge oraria dalla velocità vettoriale Accelerazione vettoriale Velocità vettoriale nel sistema di riferimento intrinseco della traiettoria Accelerazione vettoriale nel sistema di riferimento intrinseco della traiettoria Moto piano nel sistema di coordinate polari Moto circolare uniforme Moto circolare uniformemente accelerato Rappresentazione vettoriale del moto circolare Moto circolare in coordinate polari e in coordinate intrinseche... 50

2 3.18 Moto circolare uniforme in coordinate cartesiane Moto armonico semplice unidimensionale Dinamica del punto materiale Introduzione Principi di Newton Statica Generalizzazione del secondo principio di Newton Forze fondamentali Forza peso Tensione dei fili Reazione vincolare normale Attrito statico Attrito dinamico Attrito viscoso Forza elastica Dinamica del moto curvilineo Pendolo semplice Moti relativi Introduzione Moto relativo traslatorio Moto relativo qualsiasi: trasformazione della velocità Moto relativo qualsiasi: trasformazione dell accelerazione Forze apparenti Sistemi inerziali Trasformazioni galileiane Moto relativo alla Terra Teoremi della dinamica Introduzione Teorema dell impulso Conservazione della quantità di moto Sistemi a massa variabile Lavoro Potenza Energia potenziale e forze conservative Energia cinetica e teorema delle forze vive Bilancio energetico e teorema di conservazione dell energia meccanica Interpretazione della legge di conservazione dell energia meccanica Relazione fra forza ed energia potenziale Momento della forza e momento angolare Equazione dei momenti Conservazione del momento angolare Lavoro nel moto circolare Forze centrali Oscillazioni Introduzione

3 7.2 Oscillatore armonico Energia dell oscillatore armonico Sovrapposizione degli effetti Oscillatori accoppiati e vettori di Fresnel Oscillazioni smorzate Oscillazioni forzate Risonanza Dinamica dei sistemi Introduzione Risultante delle forze Momento meccanico risultante Prima equazione cardinale Centro di massa Seconda equazione cardinale Sistema del centro di massa Equazioni cardinali nel sistema del centro di massa Teorema di König del momento angolare Teorema di König dell energia cinetica Estensione ai sistemi di punti materiali dei teoremi dell energia Sistemi di forze parallele Dinamica del corpo rigido Introduzione Corpi continui Moti traslatorio, rotatorio e rototraslatorio del corpo rigido Momento d inerzia Calcolo del momento d inerzia Teorema di Huygens Steiner Legge oraria per la rotazione attorno ad un asse fisso Energia cinetica del corpo rigido Lavoro e potenza per rotazione attorno ad un asse fisso Momenti d attrito Pendolo composto Pendolo di torsione Moto di puro rotolamento Rotolamento con strisciamento Equilibrio del corpo rigido Ellissoide d inerzia Relazione fra velocità angolare e momento angolare Equilibrio di rotazione Giroscopi Precessione Fenomeni impulsivi e dinamica dell urto Introduzione Urti fra punti materiali Urti elastici ed anelastici Urto elastico unidimensionale

4 10.5 Urto perfettamente anelastico Urti centrali e periferici Urto elastico obliquo contro una parete liscia Altri fenomeni impulsivi Urti con corpi rigidi Gravitazione universale Introduzione Leggi di Keplero Forza gravitazionale Legge di gravitazione universale Accelerazione di gravità Massa inerziale e massa gravitazionale Energia potenziale gravitazionale Campo gravitazionale Potenziale gravitazionale Massa ridotta Moto in campo gravitazionale Statica dei fluidi Introduzione Pressione Legge di Stevino e sue applicazioni Legge di Archimede Manometri Dinamica dei fluidi Introduzione Flusso Equazione di continuità Teorema di Bernoulli Cenni sul moto dei fluidi reali Tensione superficiale Introduzione Tensione superficiale Pressione generata dalla tensione superficiale Forze di contatto Capillarità Termologia Introduzione Dilatazione termica e definizione della scala termometrica Temperatura assoluta Equazione di stato dei gas ideali Teoria cinetica dei gas Introduzione Teorema del viriale per un punto materiale

5 16.3 Teorema del viriale per un sistema di punti materiali Applicazione del teorema del viriale a un gas ideale monoatomico Equazione di stato dei gas ideali e temperatura assoluta Equazione di stato dei gas reali Energia interna Teorema dell equipartizione dell energia Distribuzione di Maxwell delle velocità Libero cammino medio Concetti generali della termodinamica Introduzione Sistema termodinamico Trasformazioni termodinamiche Lavoro termodinamico Calore Capacità termica, calore specifico e capacità termiche molari Transizioni di fase Sorgenti di calore Propagazione del calore Rappresentazione delle trasformazioni termodinamiche Trasformazioni canoniche Determinazione della reversibilità e irreversibilità delle trasformazioni Primo principio della termodinamica Introduzione Principio di equivalenza Primo principio della termodinamica Espansione libera Interpretazione del primo principio della termodinamica Applicazioni del primo principio ai gas ideali Introduzione Energia interna del gas ideale Relazione di Mayer Trasformazioni adiabatiche reversibili di un gas ideale Riassunto per le trasformazioni canoniche di un gas ideale Trasformazioni cicliche Rendimento di una macchina termica Ciclo di Carnot Cicli termici di macchine di uso comune Macchine frigorifere Secondo principio della termodinamica Introduzione Enunciati del secondo principio della termodinamica Equivalenza degli enunciati di Clausius e Kelvin Teorema di Carnot Teorema di Clausius Generalizzazione del teorema di Carnot

6 20.7 Entropia Entropia nelle trasformazioni irreversibili Calcolo della variazione di entropia Diagrammi T-S Principio di aumento dell entropia Sistema, ambiente e universo termodinamici Degradazione dell energia ed energia resa inutilizzabile Interpretazione statistica dell entropia Transizioni di fase Introduzione Isoterme dei gas reali Equazione di stato di van der Waals Diagrammi p T Formula di Clapeyron Calore latente