Orale di Fisica generale

Fisica 1 - Teoria per Orale

Data: Sabato 12 febbraio 2022

Indice

1. Prefazione

Scopo del documento

Note di utilizzo

2. Capitolo 1: Meccanica

1.1 Cinematica

1.2 Dinamica

1.3 Energia e lavoro

1.4 Quantità di moto

3. Capitolo 2: Termodinamica

2.1 Leggi della termodinamica

2.2 Processi termodinamici

2.3 Entropia

4. Capitolo 3: Elettromagnetismo

3.1 Elettrostatica

3.2 Magnetismo

3.3 Induzione elettromagnetica

5. Capitolo 4: Onde e Oscillazioni

4.1 Moto armonico

4.2 Onde meccaniche

4.3 Acustica

6. Appendici

A. Formule principali

B. Costanti fisiche

C. Unità di misura

Prefazione

Scopo del documento

Questo documento rappresenta una raccolta organizzata di teoria di Fisica 1 per la preparazione dell'esame orale.

Il contenuto è stato ristrutturato per garantire una migliore leggibilità e organizzazione logica degli argomenti.

Note di utilizzo

Le formule sono mantenute intere all'interno di ogni sezione

L'indice permette una navigazione rapida tra gli argomenti

Ogni capitolo è autocontenuto ma collegato logicamente agli altri

Capitolo 1: Meccanica

1.1 Cinematica

La cinematica studia il moto dei corpi senza considerare le cause che lo producono.

Posizione e spostamento

La posizione di un punto materiale può essere descritta tramite il vettore posizione:

Lo spostamento è definito come:

Velocità

La velocità media è:

La velocità istantanea è:

Accelerazione

L'accelerazione istantanea è:

Moto rettilineo uniformemente accelerato

Le equazioni del moto sono:

1.2 Dinamica

Leggi di Newton

Prima legge (Principio di inerzia):

Un corpo mantiene il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme fino a quando non interviene una forza

esterna.

Seconda legge:

dove è la quantità di moto.

Terza legge (Principio di azione e reazione):

Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.

Forze fondamentali

Forza peso:

Forza elastica (Legge di Hooke):

Forza di attrito:

(attrito statico)

(attrito cinetico)

1.3 Energia e Lavoro

Lavoro

Il lavoro compiuto da una forza è:

Per una forza costante:

Energia cinetica

L'energia cinetica è definita come:

Teorema delle forze vive

Energia potenziale

Energia potenziale gravitazionale:

Energia potenziale elastica:

Conservazione dell'energia meccanica

Per forze conservative:

1.4 Quantità di Moto

Definizione

La quantità di moto è:

Impulso

L'impulso è definito come:

Conservazione della quantità di moto

In un sistema isolato:

Urti

Urto elastico (conservazione di energia cinetica e quantità di moto):

Per due corpi di masse e :

Capitolo 2: Termodinamica

2.1 Leggi della Termodinamica

Legge zero

Due sistemi in equilibrio termico con un terzo sono in equilibrio termico tra loro.

Prima legge

dove: è la variazione di energia interna

è il calore assorbito dal sistema

è il lavoro compiuto dal sistema

Seconda legge

Enunciato di Kelvin-Planck:

È impossibile realizzare una macchina termica che, operando ciclicamente, produca come unico effetto quello di

assorbire calore da un'unica sorgente e di convertirlo integralmente in lavoro.

Enunciato di Clausius:

È impossibile realizzare una macchina che, operando ciclicamente, produca come unico effetto il trasferimento di

calore da un corpo più freddo a uno più caldo.

2.2 Processi Termodinamici

Processo isotermo

Per un gas perfetto:

Processo isobaro

Processo isocoro

Processo adiabatico

dove

2.3 Entropia

L'entropia è definita come:

Per un processo reversibile:

Principio di aumento dell'entropia:

In un sistema isolato, l'entropia può solo aumentare o rimanere costante:

Capitolo 3: Elettromagnetismo

3.1 Elettrostatica

Legge di Coulomb

La forza tra due cariche puntiformi è:

dove

Campo elettrico

Il campo elettrico è definito come:

Per una carica puntiforme:

Potenziale elettrico

Il potenziale elettrico è:

La relazione tra campo e potenziale è:

Legge di Gauss

3.2 Magnetismo

Forza magnetica su una carica

Forza magnetica su un conduttore

Legge di Biot-Savart

Legge di Ampère

3.3 Induzione Elettromagnetica

Legge di Faraday

dove il flusso magnetico è:

Legge di Lenz

La corrente indotta si oppone alla variazione di flusso che l'ha generata.

Autoinduzione

dove è il coefficiente di autoinduzione.

Capitolo 4: Onde e Oscillazioni

4.1 Moto Armonico

Oscillatore armonico semplice

L'equazione del moto è:

La soluzione generale è:

dove: è l'ampiezza

è la pulsazione

è la fase iniziale

Energia nell'oscillatore armonico