Fisica per professioni sanitarie

MASSA PESO E DENSITA’

Quindi la densità NON è il volume, NON è il peso, NON è la massa.

E’ il RAPPORTO fra la massa ed il volume.

CONDIZIONI DI EQUILIBRIO: LE LEVE

La leva è una macchina semplice che serve ad equilibrare una forza (detta resistente R) con

un’altra forza (detta forza agente P). Si dice vantaggiosa se P<R, svantaggiosa se P>R

Si definisce G guadagno meccanico

Possono essere di 3 tipi, o “specie”, a seconda della posizione relativa al fulcro rispetto ai punti

d’applicazione di forza agente P e forza resistente R.

LAVORO DI UNA FORZA COSTANTE

Il termine utilizzato in fisica differisce dalla definizione usuale di lavoro, che si può ricondurre, ad

esempio, alla fatica muscolare.

Infatti si compie un lavoro se si ha uno spostamento nella direzione della forza: se per esempio si

spinge contro un muro naturalmente esso rimarrà fermo e non si avrà lavoro.

LAVORO DI UNA FORZA

scalare.

Il lavoro è una grandezza

positivi

Assume valori se la forza favorisce il moto (angolo α acuto).

negativi

Assume valori se la forza ostacola il moto (angolo α ottuso).

ENERGIA CINETICA

L’energia cinetica è posseduta da un corpo in virtù del fatto che esso si muove con una

certa velocità v:

Esempio:

Una certa massa di fluido che scorre in un condotto

Una persona che cammina

ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE

Un corpo possiede in virtù della sua posizione sulla terra un’energia potenziale

(gravitazionale) che dipende solo dalla sua distanza dal suolo.

Energia potenziale gravitazionale: U= m g h

a) dipende solo dalla posizione

b) Costituisce una forma di energia immagazzinata dal sistema che può virtualmente

essere recuperata e trasformata in energia cinetica.

MA L’ENERGIA PUO’ SOLO TRASFORMARSI DA UNA FORMA ALL’ALTRA, NON

CREARSI DAL NULLA.

ELETTRICITA’

CARICA ELETTRICA

Gli esperimenti dimostrano che vi sono due differenti specie di cariche elettriche,

positiva negativa.

chiamate e Una bacchetta di bachelite (o plastica) che è stata

strofinata con la lana (o un materiale acrilico) viene sospesa a un filo.

CARICA ELETTRICA: TRASFERIMENTO PER STROFINIO

caricati strofinandoli insieme, nel

Quando due oggetti inizialmente neutri vengono

processo non vengono create cariche. trasferiti

Gli oggetti diventano carichi in quanto elettroni vengono da un corpo all’altro.

Un oggetto guadagna una certa quantità di carica negativa mentre l’altro perde la stessa

quantità di carica negativa e quindi rimane con una carica positiva. La sola variazione

riguarda la carica che è stata trasferita tra i due oggetti.

Principio di conservazione della carica elettrica:

La carica netta in un sistema isolato si conserva sempre.

nucleo protoni, carica positiva neutroni,

Il è composto da due tipi di particelle: i con e i

privi di carica.

numero atomico Z Z protoni Z elettroni

Un atomo di possiede nel nucleo e intorno al

nucleo.

In condizioni normali ogni atomo è neutro.

Accade però che in alcuni corpi gli elettroni possono venire rimossi dai loro atomi

come succede quando un panno di lana viene strofinata su una bacchetta di

plastica. In questo modo uno dei due corpi si carica negativamente e l’altro

positivamente.

La carica elettrica, NON VIENE CREATA NE’ DISTRUTTA

Carica elettrica Q, q unità di misura S.I coulomb (C) = ampere x secondo

C è la quantità di carica elettrica trasportata da una corrente di 1 ampere in 1 sec

Q multiplo intera carica elettrica elementare

CARICA ELETTRICA: TRASFERIMENTO PER CONTATTO

conduttori cariche elettriche libere di muoversi.

Nei corpi esistono Se si trasferisce

carica elettrica a un conduttore, la carica si ridistribuisce su di esso.

isolanti

Nei corpi non esistono cariche libere di muoversi. Elettrizzando un isolante, la

carica trasferita resta localizzata.

semiconduttori

I materiali hanno proprietà di conduzione elettrica intermedie e sono alla

dispositivi elettronici.

base di tutti i

processo di induzione di carica

Nel sulla sfera, la bacchetta di bachelite

carica non perde alcuna delle sue cariche negative, poiché essa non viene

mai in contatto con la sfera. La carica di un oggetto per induzione non

richiede alcun contatto con l’oggetto che induce la carica di un oggetto

mediante strofinio, che richiede il contatto fisico fra i due oggetti.

CARICA ELETTRICA E FORZA DI COULOMB

Principio di sovrapposizione: forza su una carica q

in un sistema di cariche, la è la

somma vettoriale delle forze esercitate su q da ciascuna delle altre cariche del sistema.

CONCETTO DI CAMPO

Il fatto che un corpo possa influenzare a distanza lo stato di moto di un altro corpo, porta

a ritenere che la regione di spazio in cui i due corpi giacciono si trovi in uno stato

particolare che chiamiamo campo.

Il primo pensiero che viene è che questo stato sia un attributo alla materia che riempie lo

spazio. Il fatto che il suono richieda un mezzo di sostegno, quale l’aria, ha fatto pensare in

passato che, anche per azioni elettriche, magnetiche e gravitazionali che si propagano nel

vuoto, dovesse esistere un qualche supporto. Tuttavia le esperienze eseguite per cercare

di metterne in luce le proprietà, portarono alla conclusione che un simile mezzo non

esiste.

A partire dagli inizi del ‘900 di iniziò a pensare che le azioni elettromagnetiche e

gravitazionali, che si propagano nello spazio vuoto, non hanno affatto bisogno di un

mezzo di sostegno e che il campo gravitazionale e quello elettromagnetico sono

semplicemente un modo di essere, una qualità dello spazio in quanto tale.

scalare:

-Campo ad ogni punto dello spazio rappresentato è associato il valore di una

grandezza scalare, la pressione.

vettoriale:

-Campo ad ogni punto dello spazio è rappresentato è associato il valore di un

vettore: la velocità dei venti.

CAMPO ELETTROSTATICO

Il campo elettrico generato da una carica puntiforme Q è un vettore che in punto P a

distanza r da Q ha:

Modulo:

Direzione: la congiungente Q e P

Verso: uscente se la carica sorgente del campo Q è

positiva, negativa.

entrante se Q è LINEE DI FORZA LINEE DI CAMPO ELETTRICO

Rappresentazione tramite o

-la direzione del campo elettrico in un punto è tangente alla linea di campo.

-le linee di campo elettrico vanno dalle cariche positive verso le cariche negative.

-linee ravvicinate, maggiore è l’intensità del campo in quella regione

-le linee di campo non si incrociano mai.

sistema di cariche puntiformi somma vettoriale

Il campo elettrico generato da un è la

dei campi generati dalle singole cariche

CAMPO DI FORZE CONSERVATIVE energia potenziale elettrostatica

Ad ogni punto dello spazio è possibile assegnare una

U, purché ci siano almeno due cariche presenti: la carica che “genera” il campo e la

carica di prova

POTENZIALE ELETTRICO

Potenziale associato al campo elettrico creato dalla distribuzione di carica

Il potenziale elettrico è definito come l’energia potenziale fornita dal campo

elettrostatico E(r) per unità di carica che subisce il campo:

CORRENTE ELETTRICA NEI CONDUTTORI

In un conduttore in equilibrio elettrostatico le cariche di conduzione si muovono in

maniera disordinata per effetto dell’agitazione termica.

Se si considera una qualsiasi sezione del conduttore, poiché i portatori di carica si

muovono in modo casuale, il flusso netto di carica attraverso tale sezione è nullo.

Per avere una corrente elettrica stazionaria è necessario che ci sia un flusso netto di

carica attraverso una sezione di un conduttore.

Tale flusso netto di carica può essere mantenuto applicando un campo elettrico all’interno

del conduttore.

PORTATORI DI CARICA E VERSO DELLA CORRENTE

Nei conduttori sono presenti cariche di conduzione positive, negative o di entrambi i

segni (elettroni di conduzione nei metalli, ioni positivi e negativi nelle soluzioni, ecc.) che

possono muoversi liberamente nel materiale.

Il verso della corrente elettrica è quello in cui si muovono le cariche positive:

- se i portatori di carica sono carichi positivamente, il verso della corrente coincide con

quello in cui si muovono i portatori di carica

- Se i portatori di carica sono carichi negativamente, il verso della corrente è opposto

rispetto a quello del moto dei portatori di carica

CORRENTE ELETTRICA

Si consideri una sezione A di un conduttore e sia dq la carica elettrica totale che

attraversa la sezione A in un intervallo di tempo dt.

Si definisce la corrente elettrica come rapporto:

La corrente elettrica è una grandezza scalare

Unità di misura A (ampere) = carica di 1 Coulomb attraversa una superficie in 1s

LEGGI DI OHM Conduttore in equilibrio elettrostatico E = 0

Quando circola corrente E diverso da 0

Corrente nella direzione di E

RESISTENZA

Applicando la stessa d.d.p. ai capi di diversi conduttori ne risultano correnti diverse.

La resistenza rappresenta quindi la tendenza del conduttore ad opporsi al flusso delle

cariche che lo attraversano.

I conduttori per i quali la corrente che fluisce nel conduttore è proporzionale alla d.d.p.

applicata sono detti conduttori ohmici.

RESISTENZE IN SERIE

Il collegamento in serie si realizza concatenando le resistenze.

Le resistenze collegate in serie sono attraversate della stessa corrente.

RESISTENZE IN PARALLELO

Il collegamento in parallelo si realizza collegando tutte le resistenze alla stessa d.d.p.

CARICA DI UN CONDENSATORE

Il generatore è un dispositivo che mantiene una differenza di

potenziale costante tra i suoi poli.

Chiudendo l’interruttore si ha un flusso di elettroni (corrente)

nel circuito, che porta ad un accumulo di carica sulle armature

del condensatore.

Il flusso di elettroni si arresta quando le cariche presenti sulle

armature instaurano una differenza di potenziale che è pari a

quella tra i poli del generatore.

CAPACITA’ DEL CONDENSATORE

In ogni condensatore la carica immagazzinata sulle armature è proporzionale alla

differenza di potenziale applicata tra di esse:

La capacità elettrostatica rappresenta la capacità del

condensatore di immagazzinare carica sulle sue armature:

quanto maggiore è C tanto è più grande è la carica che può

essere immagazzinata a parità di d.d.p. applicata.

CONDENSATORI IN PARALLELO

CONDENSATORI IN SERIE

FLUIDI

STATI DELLA MATERIA

-solido (volume e forma definiti)

-liquido (volume definito ma forma no)

-gassoso (né v