Appunti completi di fisica sperimentale

Fisica sperimentale

Grandezze fisiche = associarne una misura.

Misura = confronto con qualcosa di riferimento, paragonare lo standard all'unità di misura.

Grandezze fondamentali:

• Lunghezza -> metro
• Massa -> chilogrammo
• Tempo -> secondo

Leggi fisiche = relazioni fra gli stessi eventi e fenomeni della natura che si rappresentano sempre uguali -> osservazione sperimentale (parametro delle previsioni).

Scopo della fisica è definire le leggi, partendo da un certo numero di principi per fare derivare delle conseguenze.

Modello della realtà

Essere più semplice (togliere informazioni inutili).

Essere equivalente a quello originale.

Si applica anche ai principi che hanno un certo ambito di validità; per esempio le leggi di Newton valgono nella quotidianità ma non in casi particolari come nel microscopico o alle velocità della luce.

Le grandezze fondamentali sono:

• L
• M
• T

Tra loro indipendenti, non legate da leggi.

Grandezze derivate -> le cui dimensioni sono legate a quelle fondamentali; si ricavano da una legge fisica.

Esempio:

[V] = [L]¹[T]^-1 = \dfrac{m}{s}

[g] = \dfrac{m}{s²}

Fisica sperimentale

Grandezze fisiche = misura = confronto, fa ottenere informazioni con qualcosa di riferimento, paragonare la grandezza dell'unità di misura.

Unità di misura (deve essere internazionale) - SI.

Grandezze fondamentali:

• Lunghezza = metro
• Massa = chilogrammo
• Tempo = secondo

{dimensioni}

Leggi fisiche = relazioni fra gli stati e i fenomeni della natura che si ripetono sempre uguali - osservazione permanente (parametro delle previsioni).

Scopo della fisica è spiegare le leggi, partendo da un certo numero di principi per far derivare delle conseguenze.

Modello della realtà

Sistema che assomiglia a quello da descrivere ma deve:

• Essere più semplice (toglie informazioni inutili)
• Essere equivalente a quello originale

Si applica anche ai principi che hanno un certo ambito di validità; per esempio, le leggi di Newton valgono nella quotidianità ma non in casi particolari come nel microscopico o alle velocità della luce.

Le 3 grandezze fondamentali sono: [L], [M], [T] tra loro indipendenti non legate da leggi.

Grandezze derivate => le cui dimensioni sono legate a quelle fondamentali, si ricavano da una legge fisica.

Esempio:

[V] = [S] = m/s

[T] = m/s

[g] = m/s²

Grandezze scalari e vettoriali

Grandezze → scalari = descritte e identificate da un numero (temperatura, massa...).

Grandezze → vettoriali = identificate da un vettore (spostamento, forza...).

• Intensità
• Direzione (che non è orientata)
• Verso

Notazione

Il vettore \(\vec{V}\) oppure \(\vec{V}\).

I vettori si possono sommare (ovviamente), moltiplicare per uno scalare e un vet...

Prodotto scalare: il risultato della moltiplicazione è un numero.

Prodotto vettoriale: il risultato della moltiplicazione è un vettore.

1. Somme 2 vettori

Il risultante è il vettore che va dal punto di partenza al punto finale determinato tracciando i vettori paralleli al vettore dato.

“Regola del parallelogramma”.

2. Moltiplicazione pr...

Stesso vettore (direzione e verso) ma con intensità differente.

Problema nel caso di scalare negativo (cambio verso).

3. Differenza 2 vettori

“Regola del parallelogramma”.

Versore = vettore di lunghezza 1, stessa direzione e verso del vettore \(\vec{V}\).

Si indica con \(\hat{V}\) oppure \(\vec{v}\).

\(\hat{v} = \frac{\vec{V}}{\|\vec{V}\|}\vec{v}\)

Prodotto scalare

4. Prodotto scalare Dati due vettori u̅ e v̅.

u̅ · v̅ = |u̅| · |v̅| · cos α.

Il risultato può essere ≥ 0; siccome i moduli sono ≥ 0 e il coseno determina il segno (+ angolo acuto; - angolo ottuso). È un numero.

α = 90° → 2 vettori sono ⊥.

Vale la proprietà distributiva.

u̅ · (v̅ + w̅) = u̅ · v̅ + u̅ · w̅.

Commutativa.

u̅ · v̅ = v̅ · u̅.

Prodotto vettoriale

5. Prodotto vettoriale Dati due vettori u̅ e v̅.

u̅ ∧ v̅ = |u̅| · |v̅| · sin α.

Il risultato non è solo definito dall'intensità (come il prodotto scalare) ma anche dalla direzione e dal verso.

L'intensità è sempre positiva.

La direzione deve essere ⊥ a u̅ e a