Appunti, riassunti, compiti, esami e problemi di Fisica

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" »

Fondamenti di Statica: Forze Applicate al Corpo Rigido

Definizione di Sollecitazione e Invarianti

Dato un qualunque sistema meccanico, per ora non necessariamente rigido, indichiamo con $S$ una sollecitazione ad esso applicata, data da un insieme $(F_i; P_i)$ di forze $F_i$ con punti di applicazione $P_i$.

Risultante e Momento di una Sollecitazione

Il risultante e il momento della sollecitazione sono i vettori:

$$R := \sum_{i=1}^{n} F_i$$ $$M_A := \sum_{i=1}^{n} (P_i - A) \wedge F_i \quad (4.1)$$

essendo $A$ un punto generico. Da tali definizioni segue poi che per il momento sussiste la formula di trasporto al variare del polo:

$$M_B = M_A + (A - B) \wedge R \quad (4.2)$$

In particolare, se una sollecitazione ha risultante nullo, il momento è quindi... Continua a leggere "Fondamenti di Statica: Vettori, Momenti e Equipollenza nel Corpo Rigido" »

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

Rilevatori di Posizione: Tipologie e Funzionamento

I rilevatori di posizione sono dispositivi essenziali nell'automazione industriale, utilizzati per determinare la posizione di un oggetto o di un veicolo.

Interruttori di Posizione (Finecorsa)

Questi sensori sono utilizzati per determinare la posizione di un elemento attraverso il contatto fisico tra l'elemento da rilevare e il rilevatore. Sono interruttori di tipo on-off e sono comunemente chiamati finecorsa o interruttori di posizione. Spesso utilizzano contatti elettrici.

Sensori di Prossimità

I sensori di prossimità vengono usati quando il contatto fisico non è possibile o appropriato. Le condizioni che ne richiedono l'uso includono:

• Non è possibile toccare l'elemento da rilevare.
• Il peso

Costruzione Geometrica delle Tangenti

Di seguito sono illustrate diverse procedure per la costruzione di tangenti tra elementi geometrici (cerchi, rette, punti).

Tangenti tra Due Cerchi

1. Tangente Esterna (Diretta)

Per tracciare la tangente esterna tra due cerchi:

1. Disegnare un altro cerchio concentrico al primo, con raggio pari alla differenza dei raggi ($R_r = R - r$).
2. Unire i centri dei due cerchi originali.
3. Tracciare la retta perpendicolare alla linea dei centri.
4. Tracciare un cerchio di assistenza (ausiliario).
5. Collegare il centro del cerchio più grande con i punti di intersezione di questo cerchio ausiliario con la circonferenza più piccola.
6. Le rette così ottenute, se portate in parallelo alla retta che unisce i centri, individueranno i punti

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" »

Elettricità Statica

L'unità di carica nel Sistema Internazionale di unità è il coulomb (C). A causa dell'attrito tra diversi oggetti o del movimento dei fluidi, le cariche si accumulano sulla superficie dei materiali isolanti o dei materiali conduttivi, ma isolati. Le cariche non possono muoversi liberamente come nelle correnti elettriche, e quindi questo fenomeno è chiamato elettricità statica.

Circuiti Elettrici

Un circuito elettrico è costituito essenzialmente da questi elementi:

• un generatore
• un ricevitore
• conduttori
• periferiche di controllo

Al generatore viene assegnato un polo positivo e uno negativo. In realtà la corrente è costituita da elettroni che si muovono nella direzione opposta. Il movimento delle cariche attraverso un materiale... Continua a leggere "Elettricità Statica, Circuiti e Componenti: Concetti Fondamentali" »

La Luna

La Luna è l'unico satellite naturale della Terra. Riflette la luce ricevuta dal Sole e orbita intorno al nostro pianeta.

Forma e Dimensioni

La sua forma è sferica. La sua dimensione è 49 volte più piccola di quella della Terra.

Caratteristiche e Fasi Lunari

La superficie lunare presenta delle irregolarità, distinguibili a occhio nudo o con il telescopio. A differenza del Sole, la Luna non appare sempre come un disco completamente illuminato. Le sue fasi descrivono le variazioni della sua luminosità e della porzione visibile che ci offre nel cielo.

Il Sole: La Nostra Stella

Il Sole è la fonte di vita per la Terra. Se questa grande fonte di energia dovesse spegnersi, ne deriverebbero desolazione e morte sul nostro pianeta. È un'imponente... Continua a leggere "Il Sole, la Luna e la Terra: Fenomeni Celesti e Interazioni Fondamentali" »