Appunti Fisica (formulario compreso)

L'ENERGIA CINETICA

Definiamo l'energia cinetica come l'energia che un corpo possiede a causa del suo movimento. L'unità di misura è il Joule [J]. La sua formula è Ec (oppure K) = 1/2m · v^2.

LAVORO MECCANICO DI UNA FORZA

Il lavoro L è la componente di una forza nella direzione dello spostamento moltiplicata per lo spostamento stesso.

L = αF · s = F · s · cos

Dove: L = lavoro della forza F, F = forza, s = spostamento, cos α = angolo compreso tra i due vettori. Il calcolo del lavoro è un prodotto scalare. L'unità di misura è il Joule [J].

Nel lavoro, quando l'angolo α è:

• Uguale a 0°: allora avremo che L = 0
• Uguale a 90°: allora avremo che L = 0
• 90° < α < 180°: allora avremo che L < 0
• Uguale a 180°: allora avremo che L > 0 sarà lavoro motore, L < 0 sarà lavoro resistente

TEOREMA DELL'ENERGIA CINETICA

Unità di misura è il Watt [W]

CENTRO DI MASSA

Il centro di massa di un sistema di corpi puntiformi è per definizione quel punto tale per cui il sistema si comporta come se la sua massa fosse tutta concentrata in tale punto; il centro di massa non va confuso con il baricentro fisico né con il baricentro geometrico.

Per definizione il Cdm di un sistema è il punto tale per cui il sistema stesso si comporta come se la sua massa fosse tutta concentrata in tale punto, ed è qui che si immaginano sia applicata le forze che agiscono su di esso. La sua regola è: Σ mi · xi / Massa totale = Xcdm

Nel caso di un sistema di corpi situati nello spazio, possiamo calcolare le tre coordinate del centro di massa in modo del tutto analogo.

RISULTANTE DELLE FORZE ESTERNE AL SISTEMA

net = F́

F́ = M á cdm

Se net = 0, ovvero la risultante delle forze esterne applicate al sistema è nulla, allora il centro di massa si muove di moto rettilineo uniforme.

CORPO

RIGIDOE’ un sistema formato da punti che non modificano la loro distanza relativa l’uno daglialtri. Dove:- α è l’angolo di cui è ruotato il corpo rigido- α è l’angolo di rotazioneΔαω = Velocità angolare (media)ΔtΔωα= Accelerazione angolare (media)Δt

MOMENTO ANGOLARE o MOMENTO DELLA QUANTITA’ DI MOTOkg m2[ ]ĺ=ŕ x ṕ sDove: l (momento angolare), r (raggio), p (quantità di moto)

MOMENTO TORCENTE o MOMENTO DELLA FORZA=τ́ ŕ x F́Dove: τ (momento torcente), r (raggio, intendiamo la distanza tra il centro di rotazioneal punto in cui è applicata la forza.), F (forza applicata).

Nella figura, b è anche detto braccio della forza.

2° Legge della dinamica applicata alle rotazioni:Δv ΔpF= ma = m = ; segue quindi cheΔt ΔtΔpF= ;Δt Δp ; otteniamo quindi cheŕ x F́= ŕ x ΔtΔL=τ́ ( ) (

τ́ momentotorcente , Δ l momentoangolare .DoveΔtSe il sistema è formato da N punti, il momento angolare dell’intero sistema (L) èuguale alla somma di tutti i momenti angolari singoli (l1+l2+l3… ecc).Un corpo rigido in equilibrio non trasla e non ruota. Per non far traslare (o meglioaccelerare) il centro di massa, occorre che la risultante delle forze sia nulla. AffinchèΔ L=0l’oggetto non abbia un’accelerazione angolareMOMENTO D’INERZIAE’ la grandezza che esprime l’inerzia dei corpi rispetto ai moti rotazionali, ossia la tendenza aopporsi alle rotazioni.La sua formula è: LI=Il momento d’inerzia può anche essere: ωCONSERVAZIONE DEL MOMENTO ANGOLARE=0τ́ Segue quindi che , ΔL=0Se il sistema è isolato, · ω=Ii·ωCome volevasi dimostrare, L(finale) = L(iniziale); IfCAP 4: I FLUIDI (Liquidi e gas)DENSITA’E’ il rapporto tra la

La massa di un corpo e il proprio volume. L'unità di misura è m(Kg/metro cubo) d= v

PRESSIONE

La pressione rappresenta il rapporto tra la F (rappresenta la componente della forza che agisce sulla superficie, ortogonale alla superficie stessa) e l'area della superficie. L'unità di misura è il Pascal (Pa).

1 atm (ossia un'atmosfera), indica la pressione esercitata dall'aria al livello del mare. Equivale a 1,01 x .10 Pa

LEGGE DI STEVINO

La legge di Stevino è una legge che esprime il valore di pressione esercitata da un fluido su un corpo immerso al suo interno, in funzione della profondità a cui è situato il corpo e a partire dal valore dell'accelerazione di gravità e dalla densità del fluido.

P = P0 + d g h

Dove: P0 (pressione iniziale), d (densità del fluido), g (gravità), h (altezza)

PRINCIPIO DI PASCAL

Il principio di Pascal è una legge che descrive il

comportamento dei fluidi e stabilisce che la pressione esercitata su un fluido viene trasmessa inalterata in ogni punto del fluido e sulla superficie del suo contenitore.

MARTINETTO IDRAULICO

P1=P2

Per Pascal, F1/F2; P2=P1= A1/A2

F1/F1=Segue che, A1/A1

PRINCIPIO DI ARCHIMEDE

Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto, pari al peso del fluido spostato. La spinta viene detta spinta archimedea.

FA (Forza di Archimede) = V d g

Dove: V (volume corpo immerso), d (densità liquido), g (forza di gravità)

FLUIDO IDEALE

Un fluido è detto ideale quando:

• Ha un flusso laminare
• È incomprimibile
• È irrotazionale
• Non è viscoso

EQUAZIONE DI CONTINUITÀ

Stabilisce che la portata attraverso un tubo di sezione variabile resta costante, cosicché al diminuire della sezione aumenta la velocità del fluido, e viceversa all'aumentare della sezione diminuisce la velocità.

Δv1 è il

Il volume di fluido che passa su A1 in un Δt tempo Δv2 è il volume di fluido che passa su A2 in un Δt tempo Δv1 Δv2= Δv · Δx1 Δv; dove 1= A1 e 2=Δt Δt· Δx2A2 Δx1 Δx2= A2 ·A1 ·Segue quindi che Δt ΔtΔx1 = V1 (velocità del fluido sulla superficie A1)Δt Δx2 = V2 (velocità del fluido sulla superficie A2)ΔtL'equazione di continuità è: A1 V1= A2 V2· ·EQUAZIONE DI BERNULLIIl teorema di Bernulli è una relazione che lega tra loro la velocità di scorrimento, la pressione e la densità di un fluido in un tubo con sezioni e altezze variabili, individuando una costante nel moto dei fluidi.1 2p+ p· + p g h = costante· ·v2In altri termini, in qualunque punto del condotto ci si trovi, la somma dei tre termini che compaiono nell'equazione è

costante.CAP 5: LA TERMODINAMICA

PRINCIPIO "ZERO" DELLA TERMODINAMICA

Se due corpi (A e B) si trovano in equilibrio termico con un terzo corpo (T), allora sono in equilibrio termico tra loro.

L'unità di misura della temperatura nel SI è il grado Kelvin (K). T(in kelvin)=T(in Celsius) +273,15

Viceversa T(in celsius)= T(in kelvin) - 273,15

DILATAZIONE LINEARE

Dove: Δl=α · lo · ΔT (coefficente (lunghezza iniziale), (variazione α di dilatazione lineare), lo ΔT di temperatura).

DILATAZIONE VOLUMICA=βΔv · Vo · ΔT

Dove: (coefficente (volume (variazione β di dilatazione volumica), Vo iniziale), ΔT di temperatura).

β è anche uguale a 3 α

IL CALORE

Il calore è un trasferimento di energia termica. Nel SI il calore si misura in Joule (J).

Una caloria è la quantità di calore necessario per alzare la temperatura di 1 litro di acqua di 1 grado Celsius.

1 cal= 4,1868 J

Jacqua da 14,5° a 15,5 °C. Se il calore (Q) è entrante, si considera positivo. Se il calore (Q) è uscente, si considera negativo.

Q= C · ΔT

Dove: Q (calore fornito), C (capacità termica, la quale dipende direttamente dal materiale e dalla massa), T (variazione di temperatura).

CALORE SPECIFICO

Cc = m

Dove: C (capacità termica), m (massa del corpo), c (calore specifico). Il calore specifico dipende solo dal materiale. L’unità di misura è [ ]k · Kg

1° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

Il primo principio della termodinamica stabilisce che la variazione di energia interna di un sistema è uguale alla differenza tra il calore scambiato dal sistema con l’ambiente esterno e il lavoro esercitato tra il sistema e l’ambiente esterno. Conosciuto anche come principio di conservazione dell’energia.

=Q−LΔEint

Dove: Eint (rappresenta un’energia associata allo stato del fluido termodinamico).

Q-Lè uguale per tutte le trasformazioni che hanno lo stesso iniziale e finale.

TRASFORMAZIONE ISOVOLUMICA (O ISOCORA): QSe ➜ L=0; segue quindi che Δv=0 ΔEint

TRASFORMAZIONE ISOBARA (PRESSIONE COSTANTE)