Fisica 1 - appunti e riassunto

Nicolò Beverini

Appunti di Fisica

per il

Corso di laurea in Informatica Applicata

Polo Universitario della Spezia "G. Marconi"

Indice

1. La misura delle grandezze fisiche ............................................. 4
1. Le grandezze fisiche ........................................................................... 4
2. Il Sistema Internazionale di unità di misura. .................................. 5
3. Equazioni dimensionali ....................................................................... 7
4. Grandezze scalari e grandezze vettoriali ......................................... 11
2. Vettori ed algebra vettoriale ................................................... 12
1. Che cos’è un vettore .......................................................................... 12
2. Le operazioni fondamentali ............................................................... 13
3. Le componenti di un vettore. ............................................................ 14
4. Modulo di un vettore .......................................................................... 15
5. Versori ............................................................................................. 15
6. Operazioni vettoriali in termini delle componenti ........................... 16
3. Il moto nello spazio tridimensionale .................................. 18
1. La legge oraria del moto .................................................................... 18
2. La velocità ........................................................................................ 19
3. L’accelerazione ................................................................................ 21
4. L’accelerazione centripeta. ............................................................... 22
4. I principi della dinamica ...................................................... 24
1. Il principio d’inerzia .......................................................................... 24
2. Il secondo principio della dinamica ................................................ 25
3. Il principio di azione e reazione. ...................................................... 26
4. Le unità di misura di massa e di forza. ............................................. 27
5. La massa e il peso ............................................................................ 27
5. Alcuni esempi di forze e di moto ...................................... 29
1. L’equazione del moto. ........................................................................ 29
2. Forze costanti e il moto uniformemente accelerato. ....................... 29
3. II moto di un grave ............................................................................ 32
4. Le forze vincolari: la forza normale. ................................................ 35
5. La tensione di una fune ................................................................... 37
6. La forza d’attrito statico. ................................................................. 38
7. La forza d’attrito dinamico. .............................................................. 39
8. Forze d’attrito viscoso ..................................................................... 40

Corso di laurea in Informatica Applicata - Polo Universitario “G. Marconi” della Spezia

1

Nicolò Beverini – Appunti di fisica

il rapporto tra una misura di lunghezza e una misura di tempo. Se per misurare le lunghezze l'unità di misura è il metro e per il tempo si utilizza il secondo, tornerà naturale definire come unità di misura della velocità il metro/secondo. Queste grandezze, come l’area, il volume, la velocità, le cui unità di misura vengono definite a partire da altre unità già definite in precedenza sono dette grandezze derivate; mentre quelle, come la lunghezza ed il tempo, per cui viene data una definizione indipendente dell’unità di misura, sono dette grandezze fondamentali.

Si può così costruisce un sistema di unità di misura, definendo un insieme di unità di misura di grandezze considerate fondamentali e derivando da queste le unità di misura per le altre grandezze di interesse fisico. Un sistema d’unità di misura si può dire tale coerente, finché per tutte le misure delle diverse grandezze derivate non basta attenersi a particolari norme sull’uso delle grandezze fondamentali che vanno definite, esplicitamente o sottointese. La scelta di quali assieme di grandezze andare a considerare fondamentali è a piacere; ma quando si parla di sistema internazionale si fa perché di sia che l’unità di misura da utilizzare per anzi grandezza fondamentale rappresenti in media ciò che la scienza e tecnica trovano conforme, è chiamato perciò per convenzione condiviso. Al fine di operare un’aderente e un accordo quanto universale possibile è soggette precise convenienze di misurazioni fondamentali quelle derivando meglio possibile fisicamente riproducibili. Una convenzione internazionale è nata riguardo a ciò, essa è così chiamata il Sistema Internazionale di unità di misura (S.I.), adottato oggigiorno in tutti i mondi civili escluso in tal paese ove la pratica manda in appello solo gli Stati Uniti d’America, dove l’uso del S.I. è solo facoltativo).

L’utilizzo di unità di misura coerenti fra loro dà l’opportunità di poter inserire direttamente nelle formule fisiche i valori numerici delle misure delle singole grandezze ed ottenere automaticamente il valore numerico corretto per il risultato. Ciò non capita ovviamente utilizzando unità non coerenti tra loro, definite cioè in modo indipendente l'una dall’altra. Per esempio si possono misurare le lunghezze in metri e usare come unità di volume il litro, anziché il metro cubo, che è l’unità coerente; ma ciò imporrà l’aggiunta di costanti numeriche alle formule fisiche (il volume di un cubo di spigolo 1 metro è infatti pari a 1000 litri).

1.2 Il Sistema Internazionale di unità di misura.

Tramite una convenzione internazionale è stato definito il Sistema Internazionale di unità di misura (simbolo: SI), il cui aggiornamento è stato affidato al Bureau International des Poids et des Mésures, ed sede a Parigi. Il Sistema Internazionale si basa sulla definizione di sette unità fondamentali (v. tab. 1), scelte in modo da coprire i diversi campi della fisica e della tecnologia; a partire da queste, esso definisce l’insieme delle unità derivate. Nei protocolli della Convenzione sono poi definite e definiti i simboli che rappresentano le varie unità.

Per le applicazioni di meccanica sono state definite tre grandezze fondamentali: lunghezza (unità di misura il metro, simbolo m); tempo (unità di misura il secondo, simbolo s) e di massa (unità di misura il kilogram

Corso di laurea in Informatica Applicata – Polo Universitario “G. Marconi” della Spezia

Tab.2

Tab 3