Appunti fisica 1

Schemi di fisica

Equilibrio di un corpo Lez. 1

Per rimanere in equilibrio statico, un oggetto non deve:

• Accelerare [equazione traslazione] => + vettoriale delle forze agenti sul corpo, è nullo (= 0)
• Ruotare [equazione rotazionale] => + vettoriale dei momenti delle forze è = 0

Grandezze fisiche

Scalari vettoriali

Numero e unità di misura Descritte da numero direzione e verso

Prodotto scalare → risultato è un numero Prodotto vettoriale → risultato è un vettore

a Àixbo CI Regola della mano DX5I. cosab.@ __= ,b DAVANTI

j+iSX it DX- j-INDIETRO

Forze e momento delle forze [N m] Lez. 2

loInterazione tra 2 oggetti o 1 oggetto è l'ambiente circostante.

È una grandezza vettoriale → si misura in Newton (N).

si

Prima legge di Newton

F=0 => oggetto in equilibrio

Un oggetto su cui agisce una forza risultante nulla, si muove con velocità costante (che può essere nulla) e haaccelerazione nulla. E-

Seconda legge di Newton

F=ma→Se su un oggetto agisce una forza risultante ed esterna, l'oggetto accelera. Direzione e verso di a coincidono→con direzione e verso della F risultante. Il prodotto tra m dell'oggetto e la sua a è = al vettore forza risultante.→

Momento di una forza

Momento di una forza (N m) o momento torcente ( )T.

Grandezza vettoriale → l'efficacia delle forze per mettere in movimento un corpo dipende:

• 1)Del modulo della F > modulo> efficacia,
• 2)Dal braccio (L) = distanza perpendicolare tra i punto O e la distanza di azione della F applicata. I lF.-_

Momento di una forza/torcente

Momento di una forza/torcente ( )t

• ① Dipende da l e F
• ② Se la sommatoria del momento della F = 0 e l oggetto non ruota
• ③ Se /la sommatoria dei momenti delle F = 0 l oggetto ruota

può essere espresso anche come:→t El-F- TeFie resina→ -- _

Centro di massa e centro di gravità Lez. 3

La forza peso agisce su tutti i punti di un corpo esteso, per calcolare il momento torcente, assumiamoche Fp agisca su un singolo punto detto: centro di gravità.

= la gravità varia in funzione di altitudine e longitudine, se possiamo ignorare tali variazioni allora →!C. Gravità C. Massa.

≡ [ mercm > [ → Sommatoria di tutte le masse coinvoltemi

Distribuzione continua di massa

Si riscontra trattando con corpi rigidi, per trovare il centro di massa possano dividere il corpo in elementiSrdminfinitesimali di massa m → rcm = fdmo se la massa è distribuita con continuità in un volume allora: V=pm

Un corpo è omogeneo se la densità è costante.

Momento torcente della forza di gravità → È Mgidtsomxvv-7cm ✗

Sforzo deformazione e modulo elastico Lez. 4

Sforzo deformazione

Forza deformante per unità di superficie Effeto resultante dovuto alla forza deformante

La molla

La legge di Hooke= un corpo elastico subisce una deformazione direttamente proporzionale allo sforzo a essoapplicato. È verificata solo per pochi valori di F e x. DxKf- = - -↳ elasticitàdicostanteNIME5-Scalare → sforzo di trazione Pam'N AM

Modulo elastico di Young

Modulo elastico di Young (per molti materiali ha = valore sia per comp. cheper trazione, i materiali composti fanno eccezione)

Sforzo applicato e deformazione indotta sono direttamente proporzionali grazie a un valore Y (modulo diYOUNG): È

Sforzo di compressione → SccompNmihpa -)(scalare) .

Deformazione di compressione → ADIMENSIONALE☐ =D)( =comp .

Sforzo e definizione di volume

L'acqua esercita una pressione costante su tutto il corpo immerso. Lo sforzo è ora pressione uniforme eisotropo. PaFt 1,013×10⁵

Sforzo di volume (Pa) → D= Iatm -_AAV

Deformazione di volume adimensionale→§

Modulo di compressibilità (costante)

sempre positivo all'aumento di pressione corrisponde una diminuzione di volumeDPsforzo di volumeB = -= deformazione di volume / V0AV §D=(k) compressibilita’ = comprende sia liquidi che gas ed è l'inverso di: >

Deformazione e sforzo di taglio

L ±cambia forma, ma non il volume D(taglio) = sforzo (Pa) -> S(taglio) =hS(taglio)

Modulo di taglio = D(taglio)

Elasticità e plasticità

Elasticità e plasticità YSFORZO

a = limita proporzionalità

b = limite elastico (ancora reversibile)

c = deformazione permanente (comportamento plastico)

d = punto di rottura c'io è

Carico di rottura → sforzo richiesto per la rottura del • amateriale ✗0 deformazione

comportamento plastico(deformazioni maggiori con piccoli sforzi)

Temperatura ed equilibrio termico Lez. 5

La temperatura è indice dello stato di agitazione termica delle molecole, si misura in K/°C. I cambiamenti ditemperatura provocano:

• V nei liquidi;
• Variazione di pressione nei gas.

Equilibrio termico = due corpi a t= posti a contatto dopo un certo periodo di tempo assumono t. comune,/

Principio zero della termodinamica = se c’è inequilibrio termico con A e con B => anche A e B sono inequilibrio tra loro,

Dilatazione lineare = allenato di lunghezza di un corpo dovuto a → dipende dalla sostanza di cui èTfatto il corpo.

Il coefficiente di dilatazione lineare ( ) k o in C°^-1a→ espansione termica lineareLo✗ TG- puo✓ T

Espansione di volume = Acoefficiente dilatazione volumica (k ) circa 3 volte↳ -1nell'intervallo tra 0° e 4°C il volume dell'acqua non aumenta all'aumentare di , ma diminuisce. Al di sopraT↳di 4°C si dilata normalmente.

Stress termico → si verifica se fissiamo agli estremi una barra soggetta a TE- TYa= -Dimostrazione: DttgfyF % DLDL ✗+ oY = == LoAy↳ termico tensione

Calore

Temperatura vs T casf. di energia dovuto aproprietà di un oggetto T

Calore e trasmissione del calore Lez. 6

Forma di energia che si trasferisca da un corpo a + bassa si misura in J. Q è direttamente proporzionaleTa , alla massa e al tipo di materiale =>T Q = cm calore specifico: quantità di calore necessaria da fornire a un corpo per aumentare di 1°C la sua To.

La capacità termica è il prodotto tra "C" e massa del corpo.

Calore specifica molare = talvolta è + utile usare le moli (n) perchè 1n contiene semprelo stesso numero di molecolem = nM Q = mc Q = nMc T calore specifico molare

Trasmissione del calore

trasmissione di energia da una ragione a un'altra, dovuta a = 3 modalità di trasmissione del calore:T/

• Conduzione → corpi solidi a contatto
• Irraggiamento → tramite onde elettromagnetiche
• Convezione → tramite fluidi in moto

Conduzione

Calore fluisce da T < a T > attraverso 10 + mezzi posti a diretto contatto fisico. Il flusso di calore è proporzionalealla sezione A e inversamente proporzionale a L (lunghezza della sbarra).

La resistenza termica (R) = capacità di un corpo di opporre resistenza alQ T -TH= =KA C F passaggio del colore.

T L A(T -T )T -TL H=KA C FC F → H=R= K RL=R

Calorimetria e transizione di fase Lez. 7

Il flusso di colore comporta: 1) Aumento ; 2) stress termico / dilatazione termica; 3) transizione di fase.T Ldata una specifica pressione, esiste una definita in cui avviene la transizione di fase, accompagnata daT'ASSORBIMENTO o emissione di calore e una volume e densita’ del sistema o la quantità di calore necessariaAA 5per trasformare 1kg di ghiaccio → 1kg acqua è pari a 3,34×10 J/kg.

è detto calore latente di fusione (L )↳ FLF

è specifico per ciascun materiale Q m .-

Equilibrio di fase → qualsiasi materiale, a qualunque pre