Appunti di Fisica generale

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Appunti di Fisica generale

Fisica Generale: meccanica e termodinamica - Teoria (riassunto)

Esame Fisica generale

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. O. Francescangeli

Università Università Politecnica delle Marche - Ancona

Appunto

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Appunti di Fisica generale per l'esame del professor Francescangeli. Gli argomenti trattati sono i seguenti:Cinematica: moti. Dinamica: leggi di Newton, attriti, forza elastica, momento di un vettore, forze centrali, oscillatore armonico, smorzato, forzato e risonanza. Co varianza leggi della meccanica classica, sistemi non inerziali e forza di Coriolis, forze di trascinamento, esempio terra. Lavoro, energia, forze conservative: energia potenziale, cinetica, potenza. Impulso di una forza. Sistemi di particelle: I e II equazione cardinale, momento angolare ed energia cinetica di un sistema di particelle. Corpi rigidi: enunciati teorema Charles e Eulero, matrice d'inerzia, tensore e relazione tra velocità angolare e momento angolare, teorema di König.Esercizi. Momento d'inerzia: esempio asta, anello, disco, cilindro, sfera. Teorema di Huygens-Steiner. Moto di precessione. Pendolo fisico.Statica. Urti. Esercizi vari. Sistemi fluidi: statica dei fluidi ed equazione fondamentale, legge di Pascal e Archimede. Dinamica dei fluidi, equazione di continuità, equazione di Bernoulli. Termodinamica: equazione di stato del gas perfetto, modello cinetico gas ideale, scambi di energia e trasformazioni termodinamiche, calore specifico e capacità termica, I principio della termodinamica, macchina di Carnot e Stirling, rendimento e efficienza. Entropia: II principio della termodinamica, scala termodinamica delle temperature, III principio della termodinamica. Complementi sulla gravitazione.

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Fisica Generale: meccanica e termodinamica - Teoria

Esame Fisica generale

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. O. Francescangeli

Università Università Politecnica delle Marche - Ancona

Appunto

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Appunti di Fisica generale per l'esame del professor Francescangeli. Gli argomenti trattati sono i seguenti: rappresentazione vettori, errori e propagazione. Cinematica: moti. Dinamica: leggi di Newton, attriti, forza elastica, momento di un vettore, forze centrali, pendolo semplice, oscillatore armonico, smorzato, forzato e risonanza. Co varianza leggi della meccanica classica, sistemi non inerziali e forza di Coriolis, forze di trascinamento, esempio terra. Lavoro, energia, forze conservative: energia potenziale, cinetica, potenza. Esercizi vari. Impulso di una forza. Sistemi di particelle: I e II equazione cardinale, momento angolare ed energia cinetica di un sistema di particelle. Corpi rigidi: enunciati teorema Charles e Eulero, matrice d'inerzia, tensore e relazione tra velocità angolare e momento angolare, teorema di König. Esercizi. Momento d'inerzia: esempio asta, anello, disco, cilindro, sfera. Teorema di Huygens-Steiner. Esercizio completo rotolamento corpo rigido. Moto di precessione ( inizia a pagina 91 e segue a pag 100). Pendolo fisico. Statica. Urti. Esercizi vari. Sistemi fluidi: statica dei fluidi ed equazione fondamentale, vasi comunicanti, legge di Pascal e Archimede. Dinamica dei fluidi, equazione di continuità, equazione di Bernoulli. Termodinamica: equazione di stato del gas perfetto, modello cinetico gas ideale, distribuzione maxwelliana delle velocità, scambi di energia e trasformazioni termodinamiche, calore specifico e capacità termica, I principio della termodinamica, macchina di Carnot e Stirling, rendimento e efficienza. Entropia: II principio della termodinamica, scala termodinamica delle temperature, III principio della termodinamica. Complementi sulla gravitazione.

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Parte B, Fisica 1

Esame Fisica generale

Facoltà Scienze matematiche fisiche e naturali

Dal corso del Prof. I. Davoli

Università Università degli Studi di Roma Tor Vergata

Appunto

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Appunti di fisica generale 1 da me redatti per l'esame del professor Davoli. Gli argomenti della parte B sono: termodinamica secondo principio, motori termici e frigoriferi, i processi termodinamici, i motori termici, il motore ideale ovvero la macchina di Carnot.

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Esame Fisica generale I

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. M. Pellegrini

Università Università degli Studi di Pisa

Esercitazione

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Correzione completa e dettagliata del 1°compitino di Fisica Generale I, effettuata in classe dalla professoressa Maria Pellegrini (presso l’Università di Pisa, facoltà di Ingegneria Biomedica). Il compitino verte sugli argomenti trattati nella prima parte del corso, ed è costituito di due esercizi, di cui propongo una breve traccia (ho riportato nel documento i testi completi degli esercizi, con tutti i dati necessari): • 1°esercizio (composto di 4 punti, correlati l’uno con l’altro): problema di meccanica (due masse collegate da filo inestensibile e da una carrucola, una massa su un piano inclinato, l’altra sospesa in verticale) • 2°esercizio (composto di 4 punti, correlati l’uno con l’altro): problema di meccanica (due masse collegate tra di loro tramite filo inestensibile avvolto su una puleggia di massa trascurabile; una delle due masse è collegata ad un piano orizzontale tramite un secondo filo, l’altra massa invece è collegata ad un estremo di una molla, fissata verticalmente al piano orizzontale)

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Fisica Generale I - svolgimento compito due

Esame Fisica generale I

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. M. Pellegrini

Università Università degli Studi di Pisa

Esercitazione

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Correzione completa e dettagliata del 2°compitino di Fisica Generale I, effettuata in classe dalla professoressa Maria Pellegrini (presso l’Università di Pisa, facoltà di Ingegneria Biomedica). Il compitino verte sugli argomenti trattati nella seconda parte del corso, ed è costituito di tre esercizi, di cui propongo una breve traccia (ho riportato nel documento i testi completi degli esercizi, con tutti i dati necessari): • 1°esercizio (composto di 5 punti, correlati l’uno con l’altro): blocco 1 collegato, tramite una molla, ad una sbarretta; blocco 2 collegato, tramite un filo inestensibile, alla sbarretta (la sbarretta è vincolata a ruotare attorno ad un perno); il sistema è immerso in una piscina • 2°esercizio (composto di 2 punti, correlati l’uno con l’altro): esercizio si termodinamica sul frigorifero • 3°esercizio (composto di 5 punti, correlati l’uno con l’altro): un cilindro è chiuso in alto da un pistone mobile, e contiene n moli di gas perfetto monoatomico; il pistone e le pareti laterali del cilindro sono adiabatiche, mentre la base del cilindro permette il passaggio di calore.

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Fisica Generale I - esercitazioni

Esame Fisica generale I

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. M. Pellegrini

Università Università degli Studi di Pisa

Esercitazione

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Esercitazioni del corso di Fisica Generale I, tenuto dalla professoressa Maria Pellegrini presso l’Università di Pisa, facoltà di Ingegneria Biomedica. Gli argomenti trattati nelle esercitazioni sono i seguenti: Meccanica • Moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato • Moto circolare uniforme • Esercizi su masse collegate a molle,urti elastici e perfettamente anelastici, applicazione del teorema delle Forze Vive • Esercizi sulla conservazione della quantità di moto e sul centro di massa • Esercizi su masse collegate da una carrucola su un piano inclinato presenza di attrito; esercizi sul moto di rotolamento puro di un cilindro • Moto armonico Termodinamica • Esercizi su: dighe (massa di cemento immersa in un fluido), applicazione del principio e della forza di Archimede, applicazione dell’equazione di Bernoulli; esercizi su sistemi di masse e molle posti in acqua • Esercizi su:orologio a pendolo;scambi di calore; trasformazioni di energia; applicazione della legge della conducibilità termica; trasformazioni adiabatiche reversibili;entropia di un sistema;equazione di continuità ed equazione di Bernoulli; teorema di conservazione dell’energia;gas in espansione libera • Potenziali termodinamici

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Riassunto esame Fisica Generale I, prof. Pellegrini

Esame Fisica generale I

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. M. Pellegrini

Università Università degli Studi di Pisa

Appunto

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Riassunto delle lezioni di teoria del corso di Fisica Generale I tenuto dalla professoressa Maria Pellegrini presso l’Università di Ingegneria di Pisa (corso di Ingegneria Biomedica). Il libro di riferimento è “Fisica per scienze e ingegneria”, vol.1, Serway-Raymond A.; Jewett John W.Gli argomenti trattati sono i seguenti: • Cinematica • Dinamica • Lavoro ed energia cinetica • Energia potenziale e conservazione dell’energia • Quantità di moto e urti • Rotazione di un corpo rigido attorno ad un asse fisso • Moto di rotolamento e momento angolare (corpo rigido che ruota attorno ad un asse mobile) • Moti oscillatori • Meccanica e dinamica dei fluidi • Termodinamica • Calore, energia interna e 1°principio della termodinamica • La teoria cinetica dei gas • Macchine termiche, entropia e 2°principio della termodinamica Nel riassunto degli appunti, vi sono anche alcuni approfondimenti non presenti sul libro di testo

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Fisica generale II - formulario, quarta parte

Esame Fisica generale II

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. A. Toncelli

Università Università degli Studi di Pisa

Appunto

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Formulario di Fisica II per l’esame della professoressa Toncelli sui seguenti argomenti: • Campo elettrico: forza elettrica, costante dielettrica del vuoto, costante di Coulomb, carica di un elettrone (o di un protone), campo elettrico, densità di carica (volumetrica, superficiale, lineare), accelerazione di una carica in un campo elettrico • Flusso del campo elettrico: flusso del campo elettrico attraverso una superficie qualunque chiusa con all’interno una carica elettrica; legge di Gauss • Campi elettrici di varie distribuzioni di carica: campo elettrico generato da una carica puntiforme (con relativo grafico in funzione della distanza dalla carica); campo elettrico di una distribuzione di carica a simmetria cilindrica; campo elettrico di una lastra uniformemente carica; campo elettrico nella regione compresa tra due lastre uniformemente cariche • Potenziale elettrico: variazione della energia potenziale; potenziale elettrico in un punto qualsiasi dello spazio; differenza di potenziale elettrico tra due punti; potenziale elettrico dovuto ad una carica puntiforme; superfici di un conduttore carico all’equilibrio elettrostatico, potenziale all’interno di un conduttore carico e sulla superficie del conduttore stesso; andamenti del potenziale e del campo elettrico in una sfera conduttrice di raggio “R” (grafici in funzione del raggio “R” stesso) • Analisi di casi particolari di calcolo del campo elettrico e del potenziale: campo elettrico generato da una distribuzione lineare di carica su un punto “P” a distanza “x” dalla sbarretta; campo elettrico in un punto “P” dell’asse x di un anello uniformemente carico, di raggio “a”; campo elettrico generato da un disco di raggio “R” pieno, con all’interno un anello di raggio “r”; campo elettrico a distanza “r” generato da una distribuzione di carica a simmetria cilindrica (filo uniformemente carico di lunghezza infinita, ad es.); campo elettrico all’esterno di una sfera carica isolata di raggio “R”; campo elettrico all’interno di una sfera carica isolata di raggio “R” • Capacità e dielettrici: capacità di un condensatore generico • Capacità di condensatori con particolari tipi di geometrie: geometria sferica (un conduttore sferico carico, due sfere concentriche cariche); condensatore piano; condensatore a simmetria cilindrica • Sistemi di più condensatori: condensatori in serie e in parallelo; energia immagazzinata in un condensatore carico; energia immagazzinata in un condensatore piano carico

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Fisica generale II - formulario, terza parte

Esame Fisica generale II

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. A. Toncelli

Università Università degli Studi di Pisa

Appunto

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Formulario di Fisica II per l’esame della professoressa Toncelli sui seguenti argomenti: • Campo elettrico: campo elettrico di una sbarra uniformemente carica di lunghezza “l” e di carica “Q”; campo elettrico di un anello uniformemente carico; campo elettrico di un disco uniformemente carico; campo elettrico tra due lastre piane uniformemente cariche; campo elettrico di una carica puntiforme “Q” a distanza “r” • Legge di Gauss: flusso elettrico; distribuzione di carica a simmetria sferica, campo generato da un sottile guscio sferico al variare della distanza dal guscio , distribuzione di carica a simmetria cilindrica (con relativi diagrammi del campo elettrico in funzione della distanza) • Conduttori all’equilibrio elettrostatico • Potenziale elettrostatico: variazione dell’energia potenziale; potenziale dovuto ad una carica puntiforme “Q” a distanza “r” da essa; energia potenziale di un sistema di più cariche; potenziale dovuto ad un anello uniformemente carico; potenziale dovuto ad un disco uniformemente carico; potenziale dovuto ad una bacchetta carica Q; potenziale di una sfera carica isolante non conduttrice in funzione del raggio; potenziale di una sfera carica conduttrice in funzione del raggio • Capacità e dielettrici: capacità elettrica di diversi tipi di geometria sferica (sfere cariche poste a distanza infinita, due sfere cariche concentriche); capacità elettrica di condensatori piani (anche in serie e in parallelo); capacità elettrica di un condensatore a simmetria cilindrica; energia immagazzinata in un condensatore carico e anche in un condensatore piano; capacità elettrica ed energia immagazzinata tra le armature di un condensatore in presenza di dielettrico • Dipolo elettrico in un campo elettrico esterno: energia potenziale di un dipolo elettrico; momento di dipolo con un campo elettrico • Legge di Gauss in presenza di dielettrico • Corrente e resistenza: legge di Ohm, circuiti resistivi (potenza, lavoro, resistenza di un conduttore omogeneo), densità di corrente. • Circuiti in corrente continua: resistori in serie e in parallelo; circuiti RC (andamento della corrente, della tensione, della potenza durante la carica e la scarica di un condensatore piano) • Campo magnetico: forza magnetica su un conduttore percorso da corrente; momento meccanico su una spira in un campo magnetico uniforme; moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme; forza di Lorentz; effetto Hall; legge di Biot-Savart • Sorgenti di campo magnetico: calcolo del campo magnetico in un qualsiasi punto dello spazio in funzione della corrente che genera il campo; campo magnetico prodotto da un filo rettilineo di lunghezza infinita a distanza “a”; campo magnetico lungo l’asse di una spira, campo magnetico al centro della spira; legge di Ampere; filo rettilineo percorso da corrente; toro e campo magnetico all’interno di un toro normale e anche all’interno di un toro magnetizzato (permeabilità magnetica); solenoide ideale; legge di Gauss per il magnetismo; momento magnetico orbitale (dell’elettrone) • Legge di Faraday: legge di Faraday generale (per qualsiasi percorso circolare chiuso); f.e.m. indotte e campi elettrici indotti, campo elettrico indotto in un solenoide con un campo magnetico variabile, campo elettrico indotto in una spira circolare; legge di Lenz; forza elettromotrice nei circuiti in moto; corrente indotta, potenza istantanea, f.e.m. indotta in presenza di flusso del campo magnetico variabile con legge sinusoidale nel tempo • Induzione e mutua induzione: forza elettromotrice autoindotta; induttanza di una bobina di N spire, induttanza di un solenoide e anche di un solenoide toroidale • Circuiti ideali RL, LC: potenza erogata dalla batteria, rapidità di variazione della corrente, densità di energia magnetica, energia totale immagazzinata nel circuito ideale • Circuiti reali RLC: andamento nel tempo della energia totale immagazzinata nel circuito reale e della carica totale, frequenza di oscillazione della carica sul condensatore • Circuiti in corrente alternata: resistori in un circuito in corrente alternata, tensione efficace, potenza media fornita ad un resistore, tensione istantanea ai capi di un resistore; induttori in un circuito in corrente alternata, corrente nell’induttore in funzione del tempo, reattanza induttiva, tensione istantanea ai capi dell’induttore; condensatori in un circuito in corrente alternata, carica e corrente sul condensatore ad un istante generico “t”, tensione istantanea ai capi del condensatore, reattanza capacitiva; potenza in un circuito in corrente alternata • Circuito in serie RLC: circuiti in risonanza, pulsazione di risonanza, potenza media nel circuito alla frequenza di risonanza; variazione della corrente in funzione della frequenza (con grafico); circuiti a carattere induttivo, capacitivo, puramente resistivo, impedenza induttiva e capacitiva, angolo di sfasamento tra tensione e corrente • Corrente di spostamento: legge di Ampere-Maxwell, corrente di spostamento e corrente di conduzione • Esempi di calcolo completo e applicazioni interessanti: particella carica in un campo elettrico uniforme; moto di un elettrone lanciato orizzontalmente in un campo elettrico uniforme (con relativo disegno); calcolo della carica di due sfere all’equilibrio poste a distanza fissa; potenziale in un punto P dello spazio; potenziale di un disco uniformemente carico; potenziale di una sfera isolante carica (all’esterno della sfera, sulla superficie della sfera, dentro la sfera); capacità di un condensatore cilindrico; momento delle forze esterne su un dipolo elettrico; capacità di due condensatori con dielettrico; capacità di un sistema formato da una lastra conduttrice di spessore “d” e area “A” introdotta in un condensatore piano; forza elettromotrice indotta su una sbarretta rotante; forza magnetica su una sbarretta in moto; forza elettromotrice indotta dalla variazione del flusso di campo magnetico quando una spira conduttrice viene messa in moto con velocità “v” (esempio tratto da una prova d’esame); moto di un protone lanciato orizzontalmente tra due lastre in presenza di un campo magnetico (esempio tratto da una prova d’esame). Tutti gli esempi sono accompagnati da relativo disegno e breve spiegazione. Sono riportati 19 brevi esercizi tratti da prove d’esame • Formule matematiche utili: prodotto vettoriale con relative proprietà, integrali, derivate, leggi del moto (moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato) forza centripeta, trigonometria, energia e potenza in un trasformatore

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Fisica generale II - formulario

Esame Fisica generale II

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. A. Toncelli

Università Università degli Studi di Pisa

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Formulario di Fisica II per l’esame della professoressa Toncelli sui seguenti argomenti: • Corrente e resistenza: legge di Ohm, circuiti resistivi (potenza, lavoro, resistenza di un conduttore omogeneo), densità di corrente. • Circuiti in corrente continua: resistori in serie e in parallelo; circuiti RC (andamento della corrente, della tensione, della potenza durante la carica e la scarica di un condensatore piano) • Leggi di Kirchhoff: corrente e tensione in un reostato, ponte di Wheatstone • Campo magnetico: forza magnetica su un conduttore percorso da corrente; momento meccanico su una spira in un campo magnetico uniforme; moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme; forza di Lorentz; effetto Hall • Sorgenti di campo magnetico: calcolo del campo magnetico in un qualsiasi punto dello spazio in funzione della corrente che genera il campo; campo magnetico prodotto da un filo rettilineo di lunghezza infinita a distanza “a”; campo magnetico lungo l’asse di una spira, campo magnetico al centro della spira; legge di Ampere; filo rettilineo percorso da corrente; toro e campo magnetico all’interno di un toro normale e anche all’interno di un toro magnetizzato (permeabilità magnetica); solenoide ideale; legge di Gauss per il magnetismo; momento magnetico orbitale (dell’elettrone) • Legge di Faraday: legge di Faraday generale (per qualsiasi percorso circolare chiuso); f.e.m. indotte e campi elettrici indotti, campo elettrico indotto in un solenoide con un campo magnetico variabile, campo elettrico indotto in una spira circolare; legge di Lenz; forza elettromotrice nei circuiti in moto; corrente indotta, potenza istantanea, f.e.m. indotta in presenza di flusso del campo magnetico variabile con legge sinusoidale nel tempo • Induzione e mutua induzione: forza elettromotrice autoindotta; induttanza di una bobina di N spire, induttanza di un solenoide e anche di un solenoide toroidale • Circuiti ideali RL, LC: potenza erogata dalla batteria, rapidità di variazione della corrente, densità di energia magnetica, energia totale immagazzinata nel circuito ideale • Circuiti reali RLC: andamento nel tempo della energia totale immagazzinata nel circuito reale e della carica totale, frequenza di oscillazione della carica sul condensatore • Circuiti in corrente alternata: resistori in un circuito in corrente alternata, tensione efficace, potenza media fornita ad un resistore, tensione istantanea ai capi di un resistore; induttori in un circuito in corrente alternata, corrente nell’induttore in funzione del tempo, reattanza induttiva, tensione istantanea ai capi dell’induttore; condensatori in un circuito in corrente alternata, carica e corrente sul condensatore ad un istante generico “t”, tensione istantanea ai capi del condensatore, reattanza capacitiva; potenza in un circuito in corrente alternata • Circuito in serie RLC: circuiti in risonanza, pulsazione di risonanza, potenza media nel circuito alla frequenza di risonanza; variazione della corrente in funzione della frequenza (con grafico); circuiti a carattere induttivo, capacitivo, puramente resistivo, impedenza induttiva e capacitiva, angolo di sfasamento tra tensione e corrente • Corrente di spostamento: legge di Ampere-Maxwell, corrente di spostamento e corrente di conduzione • Esempi di calcolo completo: forza elettromotrice indotta su una sbarretta rotante; forza magnetica su una sbarretta in moto; forza elettromotrice indotta dalla variazione del flusso di campo magnetico quando una spira conduttrice viene messa in moto con velocità “v” (esempio tratto da una prova d’esame); moto di un protone lanciato orizzontalmente tra due lastre in presenza di un campo magnetico (esempio tratto da una prova d’esame). Tutti gli esempi sono accompagnati da relativo disegno e breve spiegazione • Formule matematiche utili: prodotto vettoriale con relative proprietà, forza centripeta, trigonometria, energia e potenza in un trasformatore

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Fisica generale II - Formulario

Esame Fisica generale II

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. A. Toncelli

Università Università degli Studi di Pisa

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Formulario di Fisica II per l’esame della professoressa Toncelli. Gli argomenti trattati sono i seguenti: • Campo elettrico: campo elettrico di una sbarra uniformemente carica di lunghezza “l” e di carica “Q”; campo elettrico di un anello uniformemente carico; campo elettrico di un disco uniformemente carico; campo elettrico tra due lastre piane uniformemente cariche; campo elettrico di una carica puntiforme “Q” a distanza “r” • Legge di Gauss: flusso elettrico; distribuzione di carica a simmetria sferica, campo generato da un sottile guscio sferico al variare della distanza dal guscio , distribuzione di carica a simmetria cilindrica (con relativi diagrammi del campo elettrico in funzione della distanza) • Conduttori all’equilibrio elettrostatico • Potenziale elettrostatico: variazione dell’energia potenziale; potenziale dovuto ad una carica puntiforme “Q” a distanza “r” da essa; energia potenziale di un sistema di più cariche; potenziale dovuto ad un anello uniformemente carico; potenziale dovuto ad un disco uniformemente carico; potenziale dovuto ad una bacchetta carica Q; potenziale di una sfera carica isolante non conduttrice in funzione del raggio; potenziale di una sfera carica conduttrice in funzione del raggio • Capacità e dielettrici: capacità elettrica di diversi tipi di geometria sferica (sfere cariche poste a distanza infinita, due sfere cariche concentriche); capacità elettrica di condensatori piani (anche in serie e in parallelo); capacità elettrica di un condensatore a simmetria cilindrica; energia immagazzinata in un condensatore carico e anche in un condensatore piano; capacità elettrica ed energia immagazzinata tra le armature di un condensatore in presenza di dielettrico • Dipolo elettrico in un campo elettrico esterno: energia potenziale di un dipolo elettrico; momento di dipolo con un campo elettrico • Legge di Gauss in presenza di dielettrico • Corrente e resistenza: legge di Ohm • Esempi di calcolo e applicazioni interessanti: particella carica in un campo elettrico uniforme; moto di un elettrone lanciato orizzontalmente in un campo elettrico uniforme (con relativo disegno); calcolo della carica di due sfere all’equilibrio poste a distanza fissa; potenziale in un punto P dello spazio; potenziale di un disco uniformemente carico; potenziale di una sfera isolante carica (all’esterno della sfera, sulla superficie della sfera, dentro la sfera); capacità di un condensatore cilindrico; momento delle forze esterne su un dipolo elettrico; capacità di due condensatori con dielettrico; capacità di un sistema formato da una lastra conduttrice di spessore “d” e area “A” introdotta in un condensatore piano.

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