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Autori
VII
Prefazione
X
Per gli studenti
XXIII
P A R T E
1
Meccanica
1
1
Fisica e misura
2
1.1 Campioni di lunghezza, massa e tempo 3
1.2 Sviluppo di modelli e la materia 6
1.3 Analisi dimensionale 7
1.4 Conversione delle unità di misura 9
1.5 Stime e calcoli di ordine di grandezza 10
1.6 Cifre significative 11
2
Moto in una dimensione
21
2.1 Posizione, velocità e velocità scalare 22
2.2 Velocità istantanea e velocità scalare istantenea 25
2.3 Modello di analisi: un punto materiale con velocità
costante 28
2.4 Accelerazione 31
2.5 Diagrammi di moto 35
2.6 Modello di analisi: un punto materiale con accelerazione
costante 36
2.7 Corpi in caduta libera 40
2.8 Il calcolo differenziale applicato alla cinematica 43
3
Vettori
59
3.1 Sistemi di coordinate 59
3.2 Grandezze vettoriali e grandezze scalari 61
3.3 Alcune proprietà dei vettori 62
3.4 Componenti di un vettore e vettori unitari 65
4
Moto in due dimensioni
78
4.1 Vettori spostamento, velocità ed accelerazione 78
4.2 Moto in due dimensioni con accelerazione costante 81
4.3 Moto dei proiettili 84
4.4 Modello di analisi: punto materiale in moto circolare
uniforme 91
4.5 Accelerazione tangenziale e radiale 94
4.6 Velocità ed accelerazione relative 96
5
Le leggi del moto
111
5.1 Il concetto di forza 111
5.2 La prima legge di Newton ed i sistemi inerziali 113
5.3 La massa 114
5.4 La seconda legge di Newton 115
5.5 La forza gravitazionale ed il peso 117
5.6 La terza legge di Newton 118
5.7 Modelli di analisi che usano la seconda legge di Newton 120
5.8 Forze di attrito 130
6
Il moto circolare ed altre applicazioni delle
leggi di Newton
150
6.1 Estensione del modello punto materiale in moto circolare
uniforme 150
6.2 Moto circolare non uniforme 156
6.3 Moto in sistemi di riferimento accelerati 158
6.4 Moto in presenza di forze frenanti 161
7
Energia di un sistema
177
7.1 Sistemi e ambiente esterno 178
7.2 Lavoro compiuto da una forza costante 178
7.3 Prodotto scalare tra due vettori 181
7.4 Lavoro compiuto da una forza variabile 183
7.5 Energia cinetica e teorema dell’energia cinetica 188
7.6 Energia potenziale di un sistema 191
7.7 Forze conservative e non conservative 196
7.8 Relazione tra forze conservative ed energia potenziale 198
7.9 Diagrammi energetici ed equilibrio di un sistema 199
8
Conservazione dell’energia
211
8.1 Modello di analisi: sistema non isolato (energia) 212
8.2 Modello di analisi: sistema isolato (energia) 215
8.3 Sistemi con attrito dinamico 222
8.4 Forze non conservative e variazioni di energia meccanica 227
8.5 Potenza 232
9
Quantità di moto e urti
247
9.1 Quantità di moto 247
9.2 Modello di analisi: sistema isolato (quantità di moto) 250
9.3 Modello di analisi: sistema non isolato (quantità di moto) 252
9.4 Urti in una dimensione 256
9.5 Urti in due dimensioni 264
9.6 Il centro di massa 267
9.7 Sistemi di punti materiali 272
9.8 Sistemi deformabili 275
9.9 Propulsione di un razzo 277
10
Rotazione di un corpo rigido attorno ad un
asse fisso
293
10.1 Posizione angolare, velocità angolare e accelerazione
angolare 293
10.2 Modello di analisi: corpo rigido con accelerazione angolare
costante 296
10.3 Variabili angolari e variabili lineari 298
10.4 Momento di una forza 300
10.5 Modello di analisi: corpo rigido soggetto ad un momento
risultante 302
Indice generale