Fisica I by Voci, Cesare -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

1 Cinematica del punto

1.1 Introduzione 1.2 Moto rettilineo 1.3 Velocità nel moto rettilineo

Moto rettilineo uniforme

1.4 Accelerazione nel moto rettilineo

Moto rettilineo uniformemente accelerato

1.5 Moto verticale di un corpo 1.6 Moto armonico semplice 1.7 Moto rettilineo smorzato esponenzialmente 1.8 Paradosso di Zenone 1.9 Moto nel piano. Posizione e velocità

Componenti cartesiane Componenti polari

1.10 Accelerazione nel moto piano

Componenti cartesiane Componenti polari

1.11 Moto circolare

Notazione vettoriale

1.12 Moto parabolico dei corpi 1.13 Moto nello spazio. Composizione di moti 1.14 Riepilogo

2 Dinamica del punto

2.1 Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza 2.2 Leggi di Newton

Terza legge di Newton

2.3 Quantità di moto. Impulso 2.4 Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari

Reazioni vincolari

2.5 Classificazione delle forze 2.6 Azione dinamica delle forze 2.7 Forza peso

La sensazione di peso

2.8 Forza di attrito radente 2.9 Piano inclinato 2.10 Forza elastica 2.11 Forza di attrito viscoso 2.12 Forze centripete 2.13 Pendolo semplice 2.14 Tensione dei fili 2.15 Lavoro. Potenza. Energia cinetica

Potenza Energia cinetica

2.16 Lavoro della forza peso

Lavoro di una forza costante

2.17 Lavoro di una forza elastica 2.18 Lavoro di una forza di attrito radente 2.19 Forze conservative. Energia potenziale 2.20 Conservazione dell’energia meccanica 2.21 Relazione tra energia potenziale e forza 2.22 Momento angolare. Momento della forza

Teorema del momento angolare

2.23 Forze centrali

Formula di Binet

2.24 Riepilogo

3 Moti relativi

3.1 Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative

Teorema delle velocità relative Teorema delle accelerazioni relative Velocità e accelerazione di un punto rispetto ad un altro

3.2 Sistemi di riferimento inerziali. Relatività galileiana 3.3 Moto di trascinamento rettilineo uniforme 3.4 Moto di trascinamento rettilineo accelerato 3.5 Moto di trascinamento rotatorio uniforme 3.6 Il moto rispetto alla terra 3.7 Commenti e note

Nota sulla composizione di moti Note sulle formule di Poisson Nota sui sistemi di riferimento in coordinate polari

3.8 Teoria della relatività. Trasformazioni di Lorentz

Trasformazione delle velocità Trasformazione delle accelerazioni Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi Simultaneità

3.9 Quantità di moto ed energia relativistiche

Trasformazione di Lorentz per quantità di moto e energia Forza Energia e massa Commento conclusivo

4 Dinamica dei sistemi di punti materiali

4.1 Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne 4.2 Centro di massa di un sistema di punti. Teorema del moto del centro di massa

Osservazioni ed esempi sulle proprietà del centro di massa

4.3 Conservazione della quantità di moto 4.4 Teorema del momento angolare 4.5 Conservazione del momento angolare 4.6 Sistema di riferimento del centro di massa 4.7 Teoremi di König

Teorema di König per il momento angolare Teorema di König per l’energia cinetica Commento sui teoremi di König

4.8 Il teorema dell’energia cinetica

Riepilogo

4.9 Urti tra due punti materiali

Sistema del laboratorio e sistema del centro di massa

4.10 Urto completamente anelastico 4.11 Urto elastico 4.12 Urto anelastico 4.13 Ulteriori nozioni sugli urti 4.14 Urti relativistici 4.15 Proprietà dei sistemi di forze applicate a punti diversi

Sistema di forze parallele Momento assiale

4.16 Massa variabile

5 Gravitazione

5.1 La forza gravitazionale 5.2 Massa inerziale e massa gravitazionale 5.3 Campo gravitazionale 5.4 Energia potenziale gravitazionale

Potenziale gravitazionale Grafici dell’energia

5.5 Teorema di Gauss. Distribuzione sferica di massa

Energia gravitazionale di una massa sferica omogenea

5.6 Determinazione della traiettoria

Parentesi geometrica sulle coniche Equazione del moto. Traiettoria Momento angolare. Energia Grafici dell’energia Considerazioni conclusive

5.7 Cenni di relatività generale

6 Dinamica del corpo rigido. Cenni di statica

6.1 Definizione di corpo rigido. Prime proprietà 6.2 Moto di un corpo rigido 6.3 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa

Calcolo della posizione del centro di massa Centro di massa e forza peso

6.4 Rotazioni rigide attorno ad un asse fisso in un sistema di riferimento inerziale

Calcolo del momento angolare. Momento d’inerzia Esempi sugli effetti del non parallelismo tra L e ω Equazione del moto Calcolo dell’energia cinetica e del lavoro

6.5 Momento d’inerzia 6.6 Teorema di Huygens-Steiner

Teorema di H.S. e teorema di König

6.7 Pendolo composto 6.8 Moto di puro rotolamento

Conservazione dell’energia. Attrito volvente

6.9 Impulso angolare. Momento dell’impulso 6.10 Teorema di Poinsot. Ellissoide d’inerzia 6.11 Giroscopi 6.12 Corpo rigido libero 6.13 Leggi di conservazione nel moto di un corpo rigido 6.14 Urti tra punti materiali e corpi rigidi o tra corpi rigidi 6.16 Riepilogo

7 Proprietà elastiche dei solidi

7.1 Trazione e compressione

Legge di Poisson

7.2 Deformazione plastica. Rottura. Isteresi elastica 7.3 Scorrimento

Soluzione

7.4 Torsione. Pendolo e bilancia di torsione

Pendolo di torsione Bilancia di torsione. Esperimento di Cavendish

7.5 Pressione. Compressione uniforme 7.6 Durezza

8 Proprietà meccaniche dei fluidi

8.1 Generalità sui fluidi. Pressione

Lavoro delle pressioni Struttura microscopica dei fluidi

8.2 Equilibrio statico di un fluido 8.3 Equilibrio in presenza della forza peso

Vasi comunicanti Paradosso idrostatico Manometro ad U Barometro di Torricelli Pressione atmosferica e sue variazioni

8.4 Principio di Archimede 8.5 Liquido in rotazione 8.6 Attrito interno. Viscosità. Fluido ideale 8.7 Moto di un fluido. Regime stazionario. Portata 8.8 Teorema di Bernoulli 8.9 Applicazioni del teorema di Bernoulli

Flusso in un tubo a sezione costante Tubo di Venturi Bruciatore a gas. Aspiratore a acqua Paradosso idrodinamico Tubo di Pitot Teorema di Torricelli

8.10 Effetti dinamici. Vortici 8.11 Moto laminare 8.12 Moto vorticoso. Numero di Reynolds 8.13 Moto in un fluido. Resistenza del mezzo 8.14 Effetto Magnus. Portanza 8.15 Fenomeni di superficie 8.16 Forze di coesione e adesione. Fenomeni di capillarità

9 Oscillazioni e onde

9.1 Richiamo delle proprietà già viste 9.2 Proprietà dell’equazione differenziale dell’oscillatore armonico 9.3 Energia dell’oscillatore armonico 9.4 Somma di moti armonici sullo stesso asse

A. Forze eguali B. Forze diverse

9.5 Somma di moti armonici su assi ortogonali 9.6 Oscillatore armonico smorzato da una forza di attrito costante 9.7 Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa

Primo caso: smorzamento forte Secondo caso: smorzamento critico Terzo caso: smorzamento debole

9.8 Oscillatore armonico forzato

Studio della risposta in funzione di ω Potenza media fornita dalla forza Alcune considerazioni sul fenomeno della risonanza

9.9 Analisi di Fourier 9.10 Introduzione ai fenomeni ondulatori 9.11 Onde elastiche in una sbarra solida 9.12 Onde in una corda tesa 9.13 Proprietà elastiche dei gas. Onde nei gas

Propagazione di onde in un gas

9.14 Ulteriori considerazioni sulle onde

10 Primo principio della termodinamica

10.1 Sistemi e stati termodinamici 10.2 Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico 10.3 Definizione di temperatura. Termometri

Scale termometriche

10.4 Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore 10.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna

Convenzione sui segni di calore e lavoro

10.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore

Trasformazioni adiabatiche Trasformazioni reversibili e irreversibili

10.7 Calorimetria

Misura dei calori specifici Calori specifici dei solidi

10.8 Processi isotermi. Cambiamenti di fase

Sorgenti di calore

10.9 Trasmissione del calore

Conduzione di calore Convezione del calore Irraggiamento Parete adiabatica. Vaso Dewar Passaggio di calore da un solido a un fluido

10.10 Dilatazione termica di solidi e liquidi 10.11 Conclusioni riassuntive

Note sulle unità di misura

11 Gas ideali e reali

11.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali

Legge isoterma di Boyle Legge isobara di Volta-Gay Lussac Legge isocora di Volta-Gay Lussac Legge di Avogadro Equazione di stato del gas ideale

11.2 Termometro a gas ideale a volume costante 11.3 Trasformazioni di un gas. Lavoro 11.4 Calore. Calori specifici 11.5 Energia interna del gas ideale

Relazione di Mayer

11.6 Studio di alcune trasformazioni

Trasformazioni adiabatiche Trasformazioni isoterme Trasformazioni isocore Trasformazioni isobare. Entalpia Trasformazioni generiche

11.7 Trasformazioni cicliche

Ciclo di Carnot Ciclo di Stirling Ciclo di Otto (motore a scoppio) Ciclo Diesel Alcune note conclusive sui cicli termici Cicli frigoriferi

11.8 Gas reali. Equazione di stato. Energia interna

Equazione di stato di un gas reale Energia interna Espansione di Joule-Thomson

11.9 Diagrammi pV. Diagrammi pT. Formula di Clapeyron

Equazione di Van der Waals Cicli frigoriferi reali Diagrammi pT Formula di Clapeyron

11.10 Teoria cinetica dei gas

Calcolo della pressione Equipartizione dell’energia Legge di Dalton Distribuzione delle velocità Cammino libero medio. Viscosità

11.11 Cenni di teoria cinetica dei gas reali 11.12 Significato cinetico di temperatura e calore

12 Secondo principio della termodinamica

12.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica 12.2 Reversibilità e irreversibilità 12.3 Teorema di Carnot

Studio del rendimento massimo Diagramma di Raveau

12.4 Temperatura termodinamica assoluta

Definizione dell’unità kelvin Zero assoluto

12.5 Teorema di Clausius 12.6 La funzione di stato entropia

Diagrammi TS

12.7 Il principio di aumento dell’entropia 12.8 Calcoli di variazioni di entropia

Trasformazioni adiabatiche Scambi di calore con sorgenti Scambi di calore tra due corpi Cambiamenti di fase Riscaldamento per attrito

12.9 Entropia del gas ideale

Trasformazioni adiabatiche

12.10 Energia inutilizzabile

A . Espansione libera B . Passaggio di calore da una sorgente calda a una fredda. C. Macchina irreversibile che lavora tra due sorgenti. La pompa di calore

12.11 Conclusioni termodinamiche sull’entropia 12.12 Entropia e probabilità 12.13 Cenni sul terzo principio della termodinamica

13 Potenziali termodinamici

13.1 Potenziali termodinamici

Entalpia libera Energia libera Entalpia Entalpia e reazioni chimiche

13.2 Proprietà generali dei sistemi pVT 13.3 Relazioni di Maxwell 13.4 Espansione di Joule-Thomson 13.5 Miscele di gas ideali 13.6 Sistemi aperti. Potenziale chimico. Regola delle fasi

Regola delle fasi

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