Fisica - definizioni e formule base

FISICA

“La fisica è una scienza sperimentale in cui si cerca di dare una descrizione matematica dei fenomeni a partire dall'osservazione sperimentale degli stessi”.

CAP. 1

GRANDEZZA SCALARE: Quelle grandezze che, stabilita un'unità di misura, sono completamente caratterizzate da un numero che rappresenta il rapporto tra la grandezza considerata e l'unità di misura. (es. massa)

GRANDEZZA VETTORIALE: Una grandezza la quale, per definirla occorre dare oltre un numero (modulo), anche una direzione e un verso. (es. velocità) (cinematica)

CAP. 2

“La meccanica è quella branca della fisica che si occupa della descrizione dei moti dei corpi e delle forze responsabili dei moti stessi”

CINEMATICA: Descrive il movimento dei corpi a prescindere dalle cause che lo generano.

DINAMICA: Si affronta il problema di trovare l'equazione di moto di un corpo quando si conoscono le forze ad esso applicate.

STATICA: Si studiano...

le condizioni di equilibrio di un corpo.

Un moto si definisce in 3 dimensioni se il vettore velocità iniziale e/o il vettore accelerazione posseggano tre componenti lungo gli assi x,y,z il moto del corpo si svolge, in generale, nelle tre dimensioni.

Traiettoria: Linea descritta dal punto durante il suo moto

La legge oraria: permette di calcolare la posizione (s) di un corpo in un dato istante (t).

Velocità: rapidità del moto di un punto materiale.

Accelerazione: La rapidità con cui varia la velocità (dinamica)

CAP: 3 "Una forza è una grandezza fisica vettoriale che si manifesta nell'interazione reciproca di due o più corpi sia a livello macroscopico, sia a livello delle particelle elementari".

Le leggi di newton (principi della dinamica)

Principio d'inerzia: Ogni corpo persevera finché non ci sono forze che agiscono su di esso.

F=ma: L'accelerazione subita da un corpo è direttamente proporzionale alla forza applicata e inversamente proporzionale alla sua massa.

F che agisce.

Principio di azione-reazione: Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e opposta.

Quantità di moto (q) q=mv

F=∆q/∆t

Si tratta di una grandezza fisica conservativa, ovvero che rimane uguale nel tempo in assenza di forze esterne al sistema applicate all'oggetto, in caso contrario è uguale alla somma delle F esterne.

Impulso (I) I=∆q=F∆t

Un impulso (I) applicato a un corpo provoca una variazione di quantità di moto (∆q) pari all'impulso stesso.

Forza gravitazionale (Fg) Fg=G((Mm)/r )2

Si ricava l'accelerazione gravitazionale (g)

Forza Peso (P) P=mg

Il peso (P) non è altro che la forza con cui una massa m viene attirata dalla gravità al centro della Terra.

La massa (m) rappresenta la quantità di materia presente in un corpo.

Principio di conservazione dell'energia: "In qualsiasi fenomeno fisico in cui vi sia una trasformazione di una forma di energia in un'altra. L'energia totale si conserva."

sempre".

FORZE CONSERVATIVE: Permettono il calcolo del lavoro, compiuto da tali forze, in modo particolarmente semplice, usufruendo della funzione energia potenziale. (forza peso)

FORZE DISSIPATIVE: Una forza con circuitazione non nulla. (forza attrito)

Lavoro (L) L=F×s=Fs cosα
L=Δek

Una forza compie lavoro quando il punto di applicazione della forza stessa si sposta. Consiste nell'energia causata da una F non conservativa, infatti quando si parla di energia si allude alla capacità che esso ha di compiere lavoro.

Energia cinetica (Ek) Ek=(½)mv
L'energia cinetica di un corpo che si muove lungo una traiettoria chiusa si conserva in un campo di forze conservative, mentre varia in un campo di forze dissipative.

Energia potenziale gravitazionale (U) U=mgh
L'energia potenziale in prossimità del suolo dipende soltanto dalla quota (h).

Energia meccanica (Emecc) Emecc=U+Ek

Potenza (W) W=L/Δt

Rendimento (ñ) ñ=L/Etot

Urto è un'interazione tra 2 o più corpi che ha luogo in una regione limitata di spazio e tempo. Quando si studia un urto, si studiano le condizioni iniziali e finali del sistema.

ELASTICO (corpi si scontrano e poi si staccano): si conserva sia l'energia cinetica (Ek) che la quantità di moto (q). v1i-v2i=-(v1f-v2f)

ANAELASTICO (corpi si scontrano e rimangono attaccati): si conserva solo la quantità di moto (q). M1v1i+m2v2i=(m1+m2)vf

statica

CAP. 4 "La statica è indispensabile per stabilire lo stato di equilibrio delle articolazioni e le modalità di frattura delle strutture ossee, e i principali aspetti della dinamica rotatoria e traslatoria".

Momento di una forza (M) M=AO×F=AO sinα Solo nel caso in cui il momento della forza è diverso da 0, la forza tende a produrre una rotazione.

Equilibrio traslazionale (punto materiale) ΣF=0

Equilibrio rotazionale (corpo rigido) ΣM=0

La mobilità di un corpo è limitata dalla presenza di un vincolo: la forza peso

La forza che agisce sul corpo è bilanciata dalla F di reazione del vincolo, uguale ed opposta per cui il corpo rimane in equilibrio.

Leve (1,2,3 tipo) (bF)mot=(bF)res si ricava il guadagno (G)

Centro di massa (Cm) Cm=Σmr nel caso di 2 corpi dir1/r2=m2/m1 massa diventa

Centro di gravità o baricentro (b) b=Σmgr

Forze di attrito (Fa) Fa=μN (coefficiente di attrito × reazione vincolare)

FORZE ROTAZIONALI:

Le rotazioni dei corpi estesi sono originate da momenti di forze diverse da 0. Pertanto come una forza (F) genera una variazione dello stato di moto traslatorio di un corpo, così il momento (M) di una forza genera una variazione del moto rotatorio di un corpo. Le rotazioni sono provocate dall’azione di un momento della forza M definito da un prodotto vettoriale che coinvolge tutti e tre gli assi x, y, z.

CAP. 6 “Un fluido è caratterizzato dalla completa deformabilità e dalla poca comprimibilità”.

Densità (d)

d=m/Vspazio. Serve per misurare la distribuzione della massa nello spazio.

Pressione (p) p=Fn/ΔS. Permette di descrivere la distribuzione continua delle forze sulla superficie e all'interno del liquido.

PRINCIPIO DI ISOTROPIA DELLA PRESSIONE: La pressione che si esercita su un elemento di superficie ΔS contenente il punto P interno al fluido, è indipendente dalla giacitura della superficie (La pressione di un fluido non dipende dalla superficie sulla quale viene misurata).

PRINCIPIO DI PASCAL: La pressione che si esercita in un punto della superficie limite di un liquido si trasmette inalterata a tutti i punti della superficie limite (Quando avviene un aumento della pressione in un punto di un fluido, tale aumento viene trasmesso anche ad ogni punto del fluido all'interno del contenitore).

Legge di Stevino: p=mg/ΔS=(dΔShg)/ΔS=dhg si misura per convenzione in atm. Misura la pressione idrostatica, ovvero la pressione dovuta alle forze peso che agiscono sul liquido.