Tabella delle costanti fisiche

adminv15
di adminv15
2 min
Ominide
Vota
Appunto verificato
Contenuto verificato e approvato dal  Team di Esperti di Skuola.net Informazioni appunto verificato Informazioni appunto verificato hover

Appunto di fisica che descrive la tabella delle costanti fisiche. Vengono riportate le principali caratteristiche.

Concetti Chiave

  • Il documento elenca le costanti fisiche comuni in ambiti come meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo, utili per risolvere problemi di fisica.
  • La forza elettrostatica tra due cariche nel vuoto utilizza la costante elettrica, ε₀, che ha un valore tabulato di circa 8.854 × 10⁻¹² F/m.
  • L'energia cinetica media di una molecola di gas ideale è calcolata con la costante di Boltzmann, k_B, il cui valore è circa 1.380658 J/K.
  • Le masse di neutroni, protoni ed elettroni sono tabulate; la massa di un atomo di idrogeno è principalmente data dalla massa del protone.
  • Il contributo della massa dell'elettrone è trascurabile rispetto a quello del protone dato il loro rapporto di massa di circa 1800 a 1.

Nel documento viene fornito un elenco dei valori di buona parte delle costanti fisiche di uso comune nei vari ambiti (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).
Le costanti sono valori molto utili per risolvere determinati problemi di fisica nelle cui formule risolutive compaiono dei numeri che è "difficile" ricordare a memoria. Vediamo qualche esempio.

Esempio 1

Ad esempio, è noto che la forza elettrostatica che vi è tra due cariche
[math] q_1, q_2 [/math]
poste nel vuoto è:
[math] F = \frac{1}{4 \pi \eps_0} \frac{q_1q_2}{r^2} [/math]
dove
[math] q_1, q_2, r [/math]
sono, rispettivamente, le due cariche e la loro distanza.
Tuttavia
[math] \eps_0 [/math]
è una costante nota come costante elettrica nel vuoto di cui ricordare il nome può essere difficile.
Osservando la tabella si può notare che
[math] \eps_0 \approx 8.854 \dots \cdot 10^{-12} \frac{farad}{m} [/math]
Avendo quindi i tre dati specificati sopra si può reperire la forza elettrica, o, se necessario, invertire la formula per trovare una di quelle quantità nota la forza elettrica e le altre 2.

Esempio 2

Consideriamo un gas ideale (nel mondo vero tutto è reale, ma non importa in questo esempio). L'energia cinetica media di una molecola di un gas ideale è data dalla quantità seguente:
[math] E = \frac{3}{2} k_B T [/math]
dove
[math] T [/math]
è la temperatura in gradi Kelvin a cui si trova il gas mentre invece la costante
[math] k_B [/math]
è detta costante di Boltzmann.
Anche tale valore è tabulato! E si può infatti trovare nella tabella qui sopra:
[math] k_B \approx 1.380658 \dots \frac{J}{K} [/math]

Esempio 3

Sono tabulate anche le masse di neutrone, protone ed elettrone qui sopra. Si pensi ad esempio all'atomo di idrogeno: è composto da un protone e da un elettrone.
Se volessimo capire qual è la massa di un atomo di idrogeno basterebbe fare:
[math] m_H = m_p + m_e \approx 1.67 \cdot 10^{-27} kg + 9.11 \cdot 10^{-31} kg [/math]
Tale quantità risulta circa:
[math] m_H \approx 1.670911 \cdot 10^{-31} kg [/math]
In effetti, essendo il protone quasi 1800 volte più "pesante" dell'elettrone, il contributo di quest'ultimo è praticamente trascurabile!

Domande da interrogazione

  1. Come si calcola l'energia cinetica media di una molecola di gas ideale?

    2. L'energia cinetica media di una molecola di gas ideale si calcola con la formula [math] E = \frac{3}{2} k_B T [/math], dove [math] T [/math] è la temperatura in Kelvin e [math] k_B [/math] è la costante di Boltzmann, il cui valore è tabulato come [math] k_B \approx 1.380658 \frac{J}{K} [/math].

  2. Come si determina la massa di un atomo di idrogeno?

    3. La massa di un atomo di idrogeno si determina sommando la massa del protone e quella dell'elettrone: [math] m_H = m_p + m_e \approx 1.67 \cdot 10^{-27} kg + 9.11 \cdot 10^{-31} kg [/math], risultando in [math] m_H \approx 1.670911 \cdot 10^{-31} kg [/math]. Il contributo dell'elettrone è trascurabile rispetto a quello del protone.

Appunti correlati

Domande e risposte

Hai bisogno di aiuto?
Chiedi alla community
Vai al forum