Definizioni utili per l'esame di Fisica

TEORIA FISICA

FUNZIONE

Relazione tra due insiemi (dominio e codominio), dove, per ogni elemento del dominio è associato uno e un

solo elemento del codominio.

DERIVATA

Si definisce derivata di una funzione il valore che quella funzione assume in un determinato punto X e si

0

determina facendo il limite con delta tendente a zero di f di X + delta meno f di X , tutto fratto delta.

0 0

VELOCITA’

Derivata della posizione rispetto al tempo.

ACCELERAZIONE

Derivata della velocità rispetto al tempo.

GRANDEZZA VETTORIALE

Il vettore è un metodo di rappresentazione di una grandezza e si parla di grandezza vettoriale quando per la

specificazione di quest’ultima ho bisogno di più di un parametro. Nello spazio tridimensionale i parametri

sono 3: lunghezza, direzione e verso.

VERSORI

Vettori unitari che individuano l’asse X (versore i) e l’asse Y (versore j). In questo modo posso scrivere un

vettore come la somma tra la sua proiezione su x moltiplicata per il versore i e la sua proiezione su Y

moltiplicata per il versore j.

VETTORE POSIZIONE

Vettore che individua la posizione di un punto nello spazio, parte dall’origine degli assi e arriva al punto.

PRIMO PRINCIPIO DELLA MECCANICA (NEWTON)

Se un oggetto non è sottoposto all’azione di altri oggetti si muove di moto rettilineo uniforme in un sistema

di riferimento inerziale.

SECONDO PRINCIPIO DELLA MECCANICA (NEWTON)

Se applico una forza su un oggetto, essa provoca un’accelerazione nella stessa direzione e nello stesso

verso della forza (F=ma).

TERZO PRINCIPIO DELLA MECCANICA (NEWTON)

Se ho due oggetti che interagiscono fra di loro tramite forze, le due forze (AB e BA) hanno stessa

direzione, stesso modulo e verso opposto.

LAVORO

Energia scambiata tra due sistemi quando avviene uno spostamento causato dall’azione di una forza e si

calcola in generale come la forza per lo spostamento per il coseno dell’angolo compreso tra il vettore forza

e il vettore velocità.

TEOREMA DELL’ENERGIA CINETICA

Il lavoro compiuto da una fora per andare da un punto iniziale a un punto finale è uguale alla somma

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dell’energia cinetica nel punto iniziale e nel punto finale. L’energia cinetica si calcola come ½ m V

FORZE CONSERVATIVE

Una forza si dice conservativa quando il lavoro fatto dalla forza non dipende dal percorso, ma solo dalla

posizione iniziale e finale.

ENERGIA POTENZIALE

L’energia potenziale di un corpo è l’energia che esso possiede a causa della sua posizione all’interno del

campo di forze. Nel caso della forza peso si calcola moltiplicando la forza peso per la posizione (y), nel caso

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della forza elastica si calcola tramite ½ K X .

ENERGIA MECCANICA

È la somma dell’energia cinetica e l’energia potenziale di un sistema. Per le forze conservative questa

energia rimane sempre la stessa dall’inizio alla fine in ogni momento, mentre per le forze non conservative

una parte di essa si dissipa sotto forma di calore.

POTENZA

Si definisce potenza la quantità di energia che un dispositivo può dare a un sistema nell’unità di tempo

(Watt = J/Sec).

QUANTITA’ DI MOTO

È il prodotto tra la massa e la velocità dell’oggetto. La quantità di moto di un sistema si calcola sommando

tutte le quantità di moto delle masse coinvolte e in un sistema dove non agiscono forze esterne, essa si

conserva.

URTI

Ci sono due casi limite: l’urto elastico e l’urto perfettamente anaelastico. Nel primo l’energia meccanica si

conserva, mentre nel secondo si perde il massimo dell’energia e i due oggetti rimangono attaccati.

CNTRO DI MASSA

Il centro di massa di un sistema è un punto nel quale il sistema si comporta come se tutta la massa fosse

concentrata in quell’unico punto. Se nel sistema esiste un piano di simmetria allora il centro di massa

corrisponde al piano di simmetria, se invece posso dividere il sistema in due sottoinsiemi A e B allora il

centro di massa si calcola come la massa di A per il centro di massa di A, sommato alla massa di B per il

centro di massa di B, tutto fratto la somma delle due masse.

ONDA

Un’onda è una grandezza che si evolve nello spazio e nel tempo, senza spostare masse. Si può

rappresentare tramite funzioni sinusoidali, rappresentate da una coppia di valori, spesso lunghezza d’onda

e frequenza (Hz).

EFFETTO DOPPLER

Cambiamento apparente della frequenza di un onda a seconda che ci si stia avvicinando o allontanando

dalla sorgente. Essendo la frequenza uguale alla velocità di propagazione dell’onda fratto la lunghezza

d’onda, se l’ascoltatore si avvicina o si allontana dalla sorgente cambierà la velocità e di conseguenza anche

la frequenza: se mi sto avvicinando alla sorgente dovrò sommare alla velocità dell’onda anche la velocità

dell’osservatore, quindi anche la frequenza aumenterà e sentirò un suono più acuto, il contrario se mi

allontano.

PRESSIONE

La pressione è una forza fratto l’area sulla quale essa è applicata, si misura in Pascal che sono uguali a

Newton fratto metro quadro.

LEGGE DI STEVINO

Mi dimostra che la pressione idrostatica applicata su un corpo immerso in un fluido dipende dalla

profondità a cui esso è immerso. All’interno di un recipiente isolo idealmente un cilindro di liquido e

sommo le forze agenti su di esso: forza data dalla pressione atmosferica (Patm per l’area) + forza peso –

forza data dalla pressione idrostatica (Ph per l’area). L’oggetto è fermo, quindi per le leggi di Newton la

somma di tutte queste forze è 0, se poi isolo Ph e sostituisco la massa con dAh, trovo che la pressione

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idrostatica dipende proporzionalmente da h (Ph per l’acqua è 10 Pa).

ESPERIMENTO DI TORRICELLI

Torricelli trovò il valore della pressione atmosferica tramite il suo esperimento: prese una bacinella di

mercurio e una provetta riempita di mercurio, capovolse la provetta nella bacinella e vide che la provetta

non si svuota nella bacinella, come invece potevamo aspettarci, ma il livello del mercurio scende fino a un

certo livello e poi si ferma. Questo succede perché la pressione atmosferica applicata sul mercurio della

bacinella controbilancia la pressione idrostatica che per la legge di Stevino è uguale a Patm (che in questo

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caso è 0 perché nella parte alta della provetta è rimasto il vuoto) per dgh = 1,013 10 Pa = 1 Atm.

LEGGE DI PASCAL

La legge di Pascal dice che la pressione nei liquidi si propaga inalterata: se applico una forza in un punto non

comprimo solo quel punto, ma tutto il liquido (Mg/A=mg/a).

PRINCIPIO DI ARCHIMEDE

Esso ci permette di capire il galleggiamento, se e quanto un oggetto può galleggiare immerso in un liquido.

Se io immergo un oggetto all’interno di un liquido le forze applicate sull’oggetto saranno: la forza peso, la

forza data dalla pressione idrostatica sulla superficie superiore e la forza data dalla pressione idrostatica

sulla superficie inferiore. Andando a semplificare vediamo che la forza totale applicata sull’oggetto è

formata dalla forza peso meno una forza opposta alla forza peso che ha come massa la MASSA DEL FLUIDO

SPOSTATO. Andando ulteriormente a semplificare vediamo che la forza totale diventa uguale a Agh per

(d - d ), quindi il tutto dipenderà dal rapporto tra la densità dell’oggetto e la densità del fluido: de

oggetto fluido

quella dell’oggetto è > di quella del fluido allora l’oggetto galleggerà, al contrario affonderà.

LIQUIDO PERFETTO

È un liquido che rispetta tre condizioni:

 Ha un moto laminare, ovvero può essere teoricamente suddiviso in lamine che hanno un moto

indipendente tra loro e che non scambiano materia tra di loro.

 Ha viscosità trascurabile

 È incomprimibile, in qualsiasi situazione mantiene lo stesso volume.

TEOREMA DI BERNULLI

Per un liquido perfetto vale la legge di continuità, ovvero, presa una qualsiasi sezione del tubo, il prodotto

tra l’area del tubo e il volume di liquido in quel punto rimane invariato (A1V1=A2V2). Da questo, tramite

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l’energia cinetica, troviamo che in qualsiasi sezione della lamina il valore di ½ dV + dhg + P rimane

costante. Da questa equazione possiamo anche concludere che se in una tubatura troviamo un

restringimento, in quel punto la pressione del liquido sarà più bassa e la velocità è più grande.

TRMOLOGIA

Studio della temperatura

TEMPERATURA

Grandezza fisica che misura il grado di riscaldamento di un corpo. Viene descritta tramite il PRINCIPIO 0

DELLA TERMODINAMICA che dice che se prendiamo due corpi, uno più caldo dell’altro, e li avviciniamo,

dopo un po’ di tempo i due corpi saranno “caldi uguali”, ovvero avranno la stessa temperatura.

GAS PERFETTO

Un gas perfetto è un gas ideale, che si comporta in maniera tanto più simile a un gas reale, tanto più questo

gas reale è rarefatto.

LEGGE DEI GAS PERFETTI

PV=nRT

È un’equazione determinata sperimentalmente ed è fatta dal volume del gas per la pressione che serve per

comprimerlo in quel volume, tutto ciò proporzionale al numero di moli, alla temperatura e a una costante

chiamata costante dei gas perfetti che è uguale a 8,3 J/Kmol.

ENERGIA INTERNA

In un gas perfetto l’energia interna è data solamente dal contributo di energia cinetica di ogni particella e si

ottiene moltiplicando l’energia cinetica media di una molecola di gas per la costante di avogadro.

CALORE

Il calore è l’energia in transito tra due corpi a temperature diverse, esso aumenta o diminuisce l’energia

interna del sistema proporzionalmente al calore specifico dei materiali/sostanze che costituiscono i corpi.

CALORE SPECIFICO

È il calore che una certa sostanza necessita per far aumentare la propria temperatura di un grado

centigrado, ad es. il calore specifico dell’acqua a 15°C è 1Cal/g°C, quindi se prendiamo un grammo di acqua

a 15°C, per portarla a 16°C ho bisogno di fornirgli una quantità di calore pari a 1Cal, che sarebbero 4,186J.

CALORE LATENTE

Calore necessario per far avvenire un passaggio di stato. Durante un passaggio di stato l‘energia fornita

sotto forma di calore non va ad innalzare la temperatura, va a far avvenire il passaggio di stato, quindi la

temperatura rimane costante.

STATO TERMODINAMICO

Per stato termodinamico si intende una situazione in cui il sistema è all’equilibrio, in cui pressione, volume,

numero di moli e temperatura n