Appunti, riassunti, compiti, esami e problemi di Fisica

La Costituzione dell'Universo

L'universo immenso comprende miliardi di corpi celesti. Non tutto l'universo può essere osservato. L'universo così come è costituito attualmente, per quanto osservabile, sappiamo che contiene miliardi di galassie, e in ogni galassia ci sono migliaia di stelle, nebulose e pianeti. Dal punto di vista chimico, l'universo osservabile è costituito principalmente da: 75% di idrogeno, 20% di elio e il 5% di altri elementi.

Isaac Newton scoprì che quando la luce solare cade su un prisma, si separa in bande di colori (lo spettro della luce). Abbiamo osservato alcune righe nere nello spettro solare. In laboratorio, se si fa passare la luce bianca attraverso contenitori con idrogeno ed elio, questi gas assorbono la luce... Continua a leggere "Struttura e Componenti dell'Universo Cosmico" »

Forze Conservative e Lavoro

Per molti tipi di forze, il lavoro fatto per spostare un corpo tra due punti dipende dal percorso seguito (ad esempio, le forze di attrito). Non è così nel caso di un particolare tipo di forze, chiamate forze conservative. Una forza conservativa è una forza in grado di restituire il lavoro fatto contro di essa.

Sono caratterizzate dall'esecuzione di un lavoro che dipende solo dalle posizioni iniziali e finali, non dal percorso compiuto. Per questo motivo, quando il lavoro viene svolto lungo un percorso chiuso, il risultato è zero. Questa è una proprietà che caratterizza le forze centrali. I campi in cui agiscono queste forze prendono il nome di campi conservativi.

Tenendo presente che l'esecuzione di lavoro è... Continua a leggere "Principi Fondamentali: Forze Conservative, Energia Potenziale e Leggi di Keplero" »

Resistenza e Forze

La resistenza è l'azione che un corpo esercita su un altro, richiedendo il contatto tra i corpi. Le forze sono vettori e si misurano in newton. Possono produrre un cambiamento nello stato di un oggetto (movimento o riposo) o una modifica fisica su di esso.

Tipologie di Forze

• Forze a Distanza: Due corpi interagiscono senza contatto fisico (es. forze tra magneti, forza di gravità).
• Forze di Contatto: Derivano dal contatto fisico tra due o più superfici.

Forze Specifiche

• Forza Peso (P): La forza esercitata su oggetti vicini alla Terra, sempre diretta verso il suolo. P = mg (massa per accelerazione di gravità).
• Forza Normale: La forza esercitata da una superficie su un corpo appoggiato su di essa.
• Forza di Attrito (F_A): Forza parallela

Che cos'è la Cavitazione?

La cavitazione, o vuoto di aspirazione, è un effetto idrodinamico che si verifica quando l'acqua o un altro fluido passa ad alta velocità in corrispondenza di un angolo vivo o una restrizione, producendo una decompressione del fluido. Questo fenomeno è dovuto alla conservazione della costante di Bernoulli (il Principio di Bernoulli).

Può accadere che il liquido raggiunga la sua tensione di vapore, facendo sì che le molecole che lo compongono cambino immediatamente stato, trasformandosi in vapore e formando bolle o, più correttamente, cavità. Le bolle formatesi viaggiano in aree di maggiore pressione e implodono (il vapore ritorna improvvisamente allo stato liquido, "appiattendo" bruscamente le bolle), producendo... Continua a leggere "Cavitazione e Colpo d'Ariete: Fenomeni Idrodinamici e Impatto sui Sistemi Idraulici" »

Modello Atomico di Thompson

Thompson propose un semplice modello atomico basato principalmente sulla scoperta dell'elettrone, avvenuta tramite una serie di esperimenti in tubi contenenti gas a bassa pressione. Osservò l'emissione di particelle con carica elettrica negativa, che chiamò elettroni. Thompson propose un modello atomico che considera l'atomo come una sfera omogenea di carica positiva, in cui gli elettroni sono immersi, neutralizzando la carica positiva.

Modello Atomico di Rutherford

Rutherford realizzò esperimenti bombardando una sottile lamina d'oro con particelle alfa. Osservando che quasi tutte le particelle attraversavano la lamina senza subire deviazioni significative, mentre solo alcune subivano piccole deviazioni e un numero... Continua a leggere "Evoluzione dei Modelli Atomici: Da Thompson a Bohr" »

Carica Elettrica

La carica elettrica è una proprietà fondamentale della materia che si manifesta in due tipi: negativa (come l'elettrone) e positiva (come il protone). Si misura in coulomb (C).

Legge di Coulomb

La Legge di Coulomb descrive l'interazione tra cariche elettriche. Le cariche dello stesso segno si respingono, mentre quelle di segno opposto si attraggono, con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle loro cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che le separa.

Campo Elettrico

Il campo elettrico è un vettore la cui direzione è quella che seguirebbe una carica positiva posta in un determinato punto. Il suo modulo è definito come il rapporto tra la forza elettrica (F) che agisce su una carica... Continua a leggere "Principi Fondamentali di Fisica: Elettromagnetismo, Energia e Lavoro" »

Pressione Atmosferica

La pressione atmosferica è la forza esercitata dall'aria per unità di superficie su tutti i corpi immersi in essa. È la somma della pressione dell'aria secca e della tensione di vapore, e varia da un punto all'altro nello spazio e nel tempo.

Variazione di Pressione

La pressione atmosferica varia con la temperatura, l'altitudine e l'umidità:

• Temperatura: Se la temperatura (T) aumenta, l'aria si espande e la pressione tra le molecole d'aria diminuisce. Se T diminuisce, si verifica una contrazione dell'aria e un conseguente aumento della pressione.
• Altitudine: Gli strati più bassi dell'atmosfera sono più densi e sostengono il peso degli strati superiori. Di conseguenza, la pressione è maggiore al livello del suolo e diminuisce

Sollecitazioni e Riduzione di Sistemi di Forze

Dimostrazione. Dalla formula (4.2) di trasporto dei momenti si ottiene:

M_P(λ) = M_A + (A - P(λ)) ^ R (4.7) = M_A - ((R ^ M_A)/R² + λR) ^ R = M_A - (1/R²) (R ^ M_A) ^ R

Il risultato (4.8) segue allora immediatamente applicando l'identità del doppio prodotto vettore (a ^ b) ^ c = -(b ⋅ c) a + (a ⋅ c) b con a = c = R, b = M_A, e ricordando che M_A ⋅ R = I.

Osservazione. L'asse centrale è univocamente determinato, indipendentemente dalla scelta del punto A. Si veda l'analoga osservazione a proposito dell'univocità dell'asse di Mozzi nella cinematica del corpo rigido.

In base a tale teorema, le sollecitazioni con R ≠ 0 si possono suddividere in due classi.

I. Sollecitazione Equivalente ad una Sola

I Condensatori: Principi e Funzionamento

Condensatore

Il condensatore è un dispositivo in grado di immagazzinare carica elettrica ed energia.

Capacità

È una proprietà associata a ogni condensatore e misura la sua capacità di immagazzinare carica elettrica quando viene applicata una differenza di potenziale tra le sue armature. La capacità dipende da diversi fattori: la distanza tra i conduttori, la dimensione dei conduttori, la tensione tra essi e il dielettrico interposto.

Dielettrico

È un materiale isolante posto tra le piastre del condensatore. Effetti di un dielettrico in un condensatore:

• Aumenta la capacità del condensatore.
• Migliora la rigidità meccanica della struttura fisica del condensatore.
• Diminuisce la tensione ai capi del condensatore,

Concetti Fondamentali della Fisica

Teoria Scientifica

Una teoria scientifica è un insieme di principi e leggi in grado di spiegare un particolare aspetto della natura.

Proprietà Fisiche

Le proprietà fisiche sono caratteristiche osservabili di un sistema che possono essere oggettivamente quantificate tramite un processo di misurazione.

Unità Fisica

Un'unità fisica è una quantità arbitraria di una grandezza che viene adottata per convenzione come riferimento per la sua misurazione.

Grandezze Fisiche

Tipi di Grandezze

Le grandezze fisiche si classificano in:

• Grandezze Estensive e Grandezze Intensive
• Grandezze Scalari e Grandezze Vettoriali

Grandezze Intensive

Sono quelle il cui valore numerico non dipende dalle dimensioni del corpo oggetto di studio.... Continua a leggere "Concetti Fondamentali di Fisica: Grandezze, Vettori e Cinematica" »