Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel.
4.
2 luglio 2006
Appendice b - Le grandezze fisiche, la loro misura e la matematica che serve pag.
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0.
b.
Le grandezze fisiche, la loro misura e la matematica che ci serve
b.
1 Cosa significa misurare?
b.
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1 LA MISURA IN MATEMATICA
Lo studente ha già incontrato, nel...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 2 luglio 2006 Appendice b - Le grandezze fisiche, la loro misura e la matematica che serve pag. 1 0. b. Le grandezze fisiche, la loro misura e la matematica che ci serve b. 1 Cosa significa misurare? b. 1. 1 LA MISURA IN MATEMATICA Lo studente ha già incontrato, nel secondo anno dei corsi di geometria, un capitolo piuttosto complesso intitolato teoria delle grandezze e su cui molto spesso si sorvola perché la sua trattazione rigorosa richiede di introdurre contestualmente l’insieme dei numeri reali. La teoria delle grandezze consente di specificare, da un punto di vista matematico, cosa si intende per confronto (o rapporto di grandezze). Riassumiamo rapidamente quello che si fa in matematica: • si chiama grandezza un ente astratto (per esempio l’angolo) per il quale sono state definite alcune operazioni (per esempio la somma che consente di stabilire il concetto di multiplo), sono stati stabiliti alcuni criteri di confron
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4.
1 settembre 2004
Quinta parte: L elettromagnetismo - Cap.
12: Approfondimenti di elettromagnetismo pag.
1
V.
12.
Approfondimenti di elettromagnetismo
12.
1 La conduzione elettrica nei solidi
12.
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1 L’ESPERIMENTO DI RIECKET
In quasi tutti i capitoli precedenti...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 1 settembre 2004 Quinta parte: L elettromagnetismo - Cap. 12: Approfondimenti di elettromagnetismo pag. 1 V. 12. Approfondimenti di elettromagnetismo 12. 1 La conduzione elettrica nei solidi 12. 1. 1 L’ESPERIMENTO DI RIECKET In quasi tutti i capitoli precedenti dedicati alla elettricità si è ripetutamente sottolineato che la conduzione nei metalli è dovuta alla disponibilità di elettroni liberi che si muovono quasi liberamente tra gli ioni collocati ai vertici del reticolo cristallino. L’interesse relativo alla conduzione nei metalli si sviluppa dopo che si è affermata la realtà fisica degli elettroni come granuli di elettricità presenti come costituenti basilari della materia (inizio novecento). La spiegazione della conduzione per elettroni è basata su alcuni risultati sperimentali che ci apprestiamo a descrivere. Il primo esperimento fu eseguito nel 1910 da E. C. V. Riecket (1845-1915). Tre cilindri, due di rame ed
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4.
1 settembre 2004
Prima parte: Il moto e le forze - Cap.
13: La gravitazione pag.
1
I.
13.
La gravitazione
13.
1 La scoperta della legge
13.
1.
1 DUE PAROLE DI INTRODUZIONE GENERALE
La pubblicazione da parte di Newton dei Philosophiae Naturalis Principia
Mathematica nel...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 1 settembre 2004 Prima parte: Il moto e le forze - Cap. 13: La gravitazione pag. 1 I. 13. La gravitazione 13. 1 La scoperta della legge 13. 1. 1 DUE PAROLE DI INTRODUZIONE GENERALE La pubblicazione da parte di Newton dei Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nel 1687 segna la fine della preistoria di quella che sarà la scienza in senso moderno e l’inizio di una fase di grandi scoperte che, per quasi due secoli, si muoveranno entro uno schema dominato dal modello newtoniano. Di solito nei libri di fisica per ragioni di ordine pedagogico si segue uno schema entro il quale si costruisce quasi tutta la meccanica (descrizione del moto, cause dei cambiamenti nel moto, leggi della dinamica) e poi, al termine, si cava dal cappello il coniglio della gravitazione. Questo modo di procedere è più semplice perché le difficoltà di comprensione del significato di alcune grandezze fisiche vengono diluite a beneficio del principian
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4.
2 dicembre 2004
Quinta parte: L elettromagnetismo - Cap.
6: Il campo magnetico nel vuoto pag.
1
V.
6.
Il campo magnetico nel vuoto
6.
1 Storia e Fenomenologia del magnetismo
6.
1.
1 MAGNETI NATURALI E ARTIFICIALI
Esistono in natura alcuni tipi di minerali di ferro che...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda - rel. 4. 2 dicembre 2004 Quinta parte: L elettromagnetismo - Cap. 6: Il campo magnetico nel vuoto pag. 1 V. 6. Il campo magnetico nel vuoto 6. 1 Storia e Fenomenologia del magnetismo 6. 1. 1 MAGNETI NATURALI E ARTIFICIALI Esistono in natura alcuni tipi di minerali di ferro che hanno la proprietà di attirare altri pezzi di ferro e che se vengono sospesi ad un filo si orientano lungo la direzione nord sud geografica. Tali materiali verranno chiamati magneti naturali. Un pezzo di ferro posto in contatto con un magnete naturale acquista a sua volta la capacità di attrarre altri pezzi di ferro (magnetizzazione temporanea) e conserva, in parte, questa capacità, anche dopo che è stato separato dal magnete (magnetizzazione residua). Diremo che è diventato un magnete artificiale. Sotto questo aspetto il ferro dolce e l acciaio si comportano diversamente: il ferro dolce ha una magnetizzazione temporanea elevata e una bassa magnetizzazion
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4.
1 settembre 2004
Prima parte: Il moto e le forze - Cap.
7: La seconda legge della dinamica pag.
1
I.
7.
La seconda legge della dinamica
7.
1 Il legame tra forza ed accelerazione
7.
1.
1 DOVE SIAMO E COSA CERCHIAMO?
La legge di inerzia implica che un corpo non possa...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 1 settembre 2004 Prima parte: Il moto e le forze - Cap. 7: La seconda legge della dinamica pag. 1 I. 7. La seconda legge della dinamica 7. 1 Il legame tra forza ed accelerazione 7. 1. 1 DOVE SIAMO E COSA CERCHIAMO? La legge di inerzia implica che un corpo non possa mutare la sua velocità (intesa in senso vettoriale) senza l’interazione con altri corpi. Ogni cambiamento nella intensità e/o nella direzione della velocità di un corpo viene associato all azione di corpi esterni che agiscono su di esso. Come abbiamo visto, questa azione viene assunta come indicatore della presenza di una forza e tale presenza viene poi tradotta nella definizione di una grandezza fisica attraverso un secondo effetto che le forze appaiono in grado di determinare e cioè la capacità di deformare con regolarità i corpi elastici (misurazione statica delle forze attraverso i dinamometri). Supponendo risolto il problema della misura delle forze ci o
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4.
2 marzo 2006
Terza parte: Termodinamica - Cap.
5: Il secondo principio della termodinamica pag.
1
III.
5.
Il secondo principio della termodinamica
5.
1 Trasformazioni reversibili e
irreversibili
5.
1.
1 LA TRASFORMAZIONE QUASI STATICA COME SUCCESSIONE DI
STATI DI...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 2 marzo 2006 Terza parte: Termodinamica - Cap. 5: Il secondo principio della termodinamica pag. 1 III. 5. Il secondo principio della termodinamica 5. 1 Trasformazioni reversibili e irreversibili 5. 1. 1 LA TRASFORMAZIONE QUASI STATICA COME SUCCESSIONE DI STATI DI EQUILIBRIO Nei capitoli precedenti, discutendo delle trasformazioni cui può essere sottoposto un gas ideale, abbiamo utilizzato grandezze fisiche quali temperatura, densità e pressione. Nel fare ciò abbiamo tacitamente assunto che queste grandezze avessero lo stesso valore in tutti i punti del sistema dato. Quando ci si trova in tali condizioni si parla di variabili termodinamiche di stato. In realtà, la uniformità di tali grandezze in tutti i punti del sistema è possibile solamente in condizioni di equilibrio ed è continuamente violata nel corso di tutte le trasformazioni. Per esempio, se comprimiamo leggermente un pistone in un cilindro, il gas, nelle vicina
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4.
2 novembre 2005
Prima parte: Il moto e le forze - Cap.
1: La velocità pag.
1
I.
1 La velocità
1.
1 Il movimento
1.
1.
1 PERCHÉ LA FISICA PARTE DA QUI?
L’insegnamento della fisica ai livelli successivi a quello elementare segue
solitamente una struttura di tipo...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 2 novembre 2005 Prima parte: Il moto e le forze - Cap. 1: La velocità pag. 1 I. 1 La velocità 1. 1 Il movimento 1. 1. 1 PERCHÉ LA FISICA PARTE DA QUI? L’insegnamento della fisica ai livelli successivi a quello elementare segue solitamente una struttura di tipo sistematico che inizia con lo studio del movimento. Tale tradizione si basa sul fatto che la fisica, nel senso moderno del termine (cioè dopo la rivoluzione scientifica del XVII secolo), si è strutturata a partire dalla comprensione del concetto di movimento. Alla comprensione delle caratteristiche essenziali del movimento si è accompagnata la nascita della meccanica, cioè di quella parte della fisica in cui il movimento viene studiato contestualmente alle cause che lo determinano. La meccanica è stata imitata nel suo impianto e la restante fisica si è sviluppata per imitazione dello schema persino quando ci si è trovati di fronte a fenomeni e leggi profondamente d
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4.
1 settembre 2004
Prima parte: Il moto e le forze - Cap.
14: Le forze conservative e l’energia potenziale pag.
1
I.
14.
Le forze conservative e l energia
potenziale
14.
1 Approfondiamo la definizione di lavoro
14.
1.
1 IL LAVORO ELEMENTARE
Nel capitolo 11 abbiamo...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 1 settembre 2004 Prima parte: Il moto e le forze - Cap. 14: Le forze conservative e l’energia potenziale pag. 1 I. 14. Le forze conservative e l energia potenziale 14. 1 Approfondiamo la definizione di lavoro 14. 1. 1 IL LAVORO ELEMENTARE Nel capitolo 11 abbiamo incontrato la definizione di lavoro come una grandezza che relaziona le forze con gli spostamenti e che si collega alla energia cinetica. In questo capitolo la nozione di lavoro verrà ripresa e collegata ad altre forme di energia. Il lavoro elementare compiuto da una forza F durante uno spostamento infinitesimo l è pari al prodotto dei moduli dei due vettori per il coseno dell angolo tra di essi. L = F l cos (I. 14. 1) o, detto altrimenti, il lavoro elementare è pari al prodotto della componente tangenziale della forza per il modulo dello spostamento. L = Ft l (1) (I. 14. 2) A seconda che l angolo sia acuto od ottuso il lavoro elementare risulta positivo o nega
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4.
3 maggio 2006
Quinta parte: L elettromagnetismo - Cap.
7: La forza magnetica e le sue applicazioni pag.
1
V.
7 La forza magnetica e le sue applicazioni
7.
1 Interazioni tra correnti e tra correnti e
magneti
7.
1.
1 LEGGE DI AMPÈRE PER LA INTERAZIONE TRA FILI RETTILINEI...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 3 maggio 2006 Quinta parte: L elettromagnetismo - Cap. 7: La forza magnetica e le sue applicazioni pag. 1 V. 7 La forza magnetica e le sue applicazioni 7. 1 Interazioni tra correnti e tra correnti e magneti 7. 1. 1 LEGGE DI AMPÈRE PER LA INTERAZIONE TRA FILI RETTILINEI La legge di interazione tra le correnti elettriche è dovuta ad Ampère e, come si è detto nel capitolo precedente, si colloca in un programma di ricerca entro il quale l’intero magnetismo è ricondotto all’azione di correnti elettriche. Ampère ci ha lasciato una legge generale di interazione diretta tra elementi di corrente. Oggi si studia solo quella relativa a fili rettilinei paralleli e indefiniti perché si è rivelato vincente il modello che utilizza la mediazione del campo magnetico per spiegare le interazioni tra correnti. Secondo la legge di Ampere due fili rettilinei indefiniti e paralleli percorsi da corrente si attirano o respingono a seconda che le
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4.
1 settembre 2004
Prima parte: Il moto e le forze - Cap.
8: Applicazioni della dinamica allo studio del movimento pag.
1
I.
8.
Applicazioni della dinamica allo
studio del movimento
8.
1 Il problema fondamentale della dinamica
Molti problemi presi dall astronomia, dalla...
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Corso di fisica generale a cura di Claudio Cereda – rel. 4. 1 settembre 2004 Prima parte: Il moto e le forze - Cap. 8: Applicazioni della dinamica allo studio del movimento pag. 1 I. 8. Applicazioni della dinamica allo studio del movimento 8. 1 Il problema fondamentale della dinamica Molti problemi presi dall astronomia, dalla meccanica, dalla balistica o da altri campi della scienza possono essere formulati così: dato un corpo assimilabile ad un punto materiale, (per esempio, un pianeta, un proiettile, un razzo, etc. ) e la forza che agisce su di esso, se ne trovi l equazione del moto, si scrivano cioè le sue coordinate spaziali in funzione del tempo. Questo è il problema fondamentale della dinamica che corrisponde a determinare le equazioni del moto di un punto materiale quando siano note le forze che agiscono su di essa. Come abbiamo già ripetutamente affermato si incomincia con l applicare la II legge della dinamica e si trova la accelerazione della particella. Quindi, usand
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