Manuale di teoria - Esercizi di fisica.

334 Pages·2017·60.931 MB·Italian

by  Diego N. Pellicci,  Gianluca M. Di Muro

UnidTest 14
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Manuale di Teoria Esercizi di
Fisica
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ISB 97 - -9 O 9-64-2
Indice
lntroduzion Xlii
e TEORIA
Pr f zione l
l Misur 3
1.1 Gr ndezze fisiche 3
1.2 Misurazione 3
1.3 Sistemi di unità di misura 4
1.4 Analisi dimensionale 5
1.5 Conversioni 7
1.6 Risposte commentate ai quesiti 9
2 Gr nd zze al ri v ttoriali 11
2.1 Scalari e vettori 11
2.2 Sistemi di riferimento 11
2.3 Scomposizione di un vettore 13
2.4 Algebra vettoriale 15
2.4.1 Somma e differenza tra vettori 15
2.4.2 Prodotto di un vettore per uno scalare 16
2.4.3 Prodotto scalare tra vettori 16
2.4.4 Prodotto vettoriale tra vettori 17
2.5 Campi scalari e vettoriali 17
2.6 Flusso di un campo vettoriale 19
2.7 Risposte commentate ai quesiti 20
3 Cinematica 23
3.1 Moto del punto materiale 23
3.2 Posizione 23
3.3 Coordinate, traiettoria e spostamento 24
3.4 Velocità media e istantanea 25
3.5 Accelerazione media e istantanea 25
3.6 Classificazione dei moti 26
3.7 Moto rettilineo uniforme (M.R.U.) 26
3.8 Moto uniformemente accelerato (M.U.A.) 27
3.9 Moto dei gravi 28
3.10 Moto del proiettile 29
3.11 Moto circolare uniforme (M.C.U.) 30
3.12 Moto armonico 32
3.13 Moto vario 32
3.14 Moti relativi 33
3.15 Risposte commentate ai quesiti 35
4 Dinamica 37
4.1 Obiettivi della dinamica 37
4.2 Concezione newtoniana di spazio e tempo 38
4.3 Sistemi di riferimento inerziali 38
4.4 Principio di inerzia 39
4.5 Secondo principio di Newton 40
4.6 Massa inerziale 40
4.7 Principio di azione e reazione 41
4.8 Principali forze macroscopiche 41
4.8.1 Reazioni vincolari 41
4.8.2 Tensioni 42
4.8.3 Forze d i attrito 42
4.8.4 Forze viscose 43
4.8.5 Forza peso 43
4.8.6 Forza elastica 44
4.9 Moto di caduta libera 45
4.10 Moto lungo un piano inclinato 45
4.11 Moto di un oscillatore armonico 46
4.12 Moto di un pendolo 46
4.13 Forze apparenti 47
4.14 Moto di tipo orbitale 48
4.15 Quesiti 49
4.16 Risposte commentate ai quesiti 50
5 Leggi di Keplero e gravitazione universale 53
5.1 Legge delle orbite 53
5.2 Legge delle aree 53
5.3 Legge dei periodi 54
5.4 Legge di gravitazione universale 54
5.5 Massa gravitazionale 55
5.6 Campo gravitazionale 55
5.7 Forza di gravità e forza peso 56
5.8 Quesiti 57
5.9 Risposte commentate ai quesiti 58
6 Lavoro, en rgi e grandezze conservate 61
6.1 Sistemi isolati 61
6.2 Quantità di moto 61
6.3 Teorema dell'impulso di una forza 63
6.4 Definizione di lavoro 63
6.5 Potenza ed energia 64
6.6 Energia cinetica 65
6.7 Campi conservativi 65
6.8 nergia potenziale 66
6.9 Lavoro nel campo dei gravi 67
6.10 Energia meccanica 68
6.11 Gli attriti 69
6.12 Gli urti 70
6.13 Quesiti 71
Indice
6.14 Risposte commentate ai quesiti 72
7 Stati ca 73
7.1 Definizione di corpo rigido 73
7.2 Momento di una forza 73
7.3 Coppia di forze 74
7.4 Momento angolare 75
7.5 Baricentro di un corpo 75
7.6 Equazioni cardinali 77
7.7 Equilibrio 77
7.8 Leve 79
7.9 Quesiti 80
7.10 Risposte commentate ai quesiti 81
8 Meccani d i fluidi 83
8.1 Stati di aggregazione 83
8.2 Definizione di fluido 84
8.3 Densi t e peso specifico 85
8.4 Pressione 86
8.5 Legge di Stevino 86
8.6 Principio dei vasi comunicanti 87
8.7 Legge di Pascal 87
8.8 Principio di Archimede 88
8.9 Fluidi ideali e moto stazionario 89
8.10 Teorema di Bernoulli 90
8.11 Teorema di Torricelli 91
8.12 Paradosso idrodinamico 92
8.13 Fluidi reali 92
8.14 Tensione superficiale ed adesione 93
8.15 Quesiti 94
8.16 Risposte commentate ai quesiti 95
9 Termologia 97
9.1 Sistema termodinamico 97
9.2 Stati di equilibrio 97
9.3 Grandezze di stato 98
9.4 Temperatura 99
9.5 Scale termometriche 99
9.6 Dilatazione termica 100
9.7 Calore 101
9.8 Capacità termica 102
9.9 Calore specifico 102
9.10 Principio dell'equilibrio termico 103
9.11 Conduzione 104
9.12 Convezione 105
9.13 l rraggiamento 106
9.14 Passaggi di stato 107
9.15 Calore latente 108
9.16 Quesiti 109
9.17 Risposte commentate ai quesiti 110
Indice
10 Termodinamica 113
10.1 Leggi di Gay-Lussac 113
10.2 Legge di Boyle 114
10.3 Definizione di mole 115
10.4 Equazione di stato dei gas perfetti 115
10.5 Legge di Dalton 116
10.6 Gas reali 116
10.7 Teoria cinetica dei gas 117
10.8 Lavoro 117
10.9 Primo principio della termodinamica 118
10.10 Trasformazioni isobare 119
10.11 Trasformazioni isocore 119
10.12 Trasformazioni isoterme 120
10.13 Trasformazioni adiabatiche 120
10.14 Trasformazioni irreversibili 121
10.15 Entropia 121
10.16 Secondo principio della termodinamica 122
10.17 Macchine termiche 123
10.18 Ciclo di Carnet 124
10.19 Terzo principio della termodinamica 125
10.20 Quesiti 126
10.21 Risposte commentate ai quesiti 127
Elettrostatica 129
11.1 Definizione di carica elettrica 129
11.2 Conduttori, isolanti e semiconduttori 130
11.3 Tipi di elettrizzazione 131
11.4 Legge di Coulomb 133
11.5 Campo elettrostatico 134
11.6 Energia potenziale elettrostatica 135
11.7 Potenziale elettrico 135
11.8 Tensione e lavoro 136
11.9 Teorema di Gauss 137
11.10 Capacità elettrica 139
11.11 Condensatore 139
11.12 Condensatori in serie e in parallelo 140
11.13 Quesiti 141
11.14 Risposte commentate ai quesiti 143
12 Elettrodinamica 145
12.1 Corrente elettrica 145
12.2 Prima e seconda legge di Ohm 146
12.3 Effetto Joule e altri effetti connessi alla corrente 148
12.4 Principi di Kirchhoff 150
12.5 Resistenze in serie e in parallelo 151
12.6 Corrente elettrica nei fluidi 153
12.7 Quesiti 154
12.8 Risposte commentate ai quesiti 155
Indice
13 Magnetismo 157
13.1 Fenomeni magnetici 157
13.2 Campo magnetico 158
13.3 Proprietà magnetiche della materia 160
13.4 Legge di Biot e Savart 163
13.5 Campo magnetico in una spira 163
13.6 Solenoide 164
13.7 Forza di orentz 165
13.8 Quesiti 166
13.9 Risposte commentate ai quesiti 167
14 El ttromagn tismo 169
14.1 lnterazioni tra campi magnetici e correnti elettriche 169
14.2 Definizione di Ampere 170
14.3 Induzione elettromagnetica 170
14.4 Corrente alternata 171
14.5 Spettro del campo elettromagnetico 173
14.6 Quesiti 176
14.7 Risposte comment te ai quesiti 177
15 C nni di m cani a ondulatori 179
15.1 Definizione di onda 179
15.2 Classific zione delle onde 180
15.21 Modi di vibrazione delle onde 180
15.22 Origini delle onde 180
15.3 Grandezze car tteristiche di un'onda 180
15.4 Funzione d'onda 182
15.5 Principio di sovrapposizione 183
15.6 Tipi di interferenza 183
15.7 Onde stazionarie 184
15.8 Leggi dell riflessione 185
15.9 Leggi dell rifrazione 185
15.10 Difrrazione 186
15.11 Effetto Doppler 187
15.12 Onde sonore 187
15.13 Onde elettromagnetiche 188
15.14 Dispersione luminosa 189
15.15 Quesiti 189
15.16 Risposte commentate ai quesiti 190
16 Cenni di ottica 193
16.1 Ottica geometrica 193
16.2 Sistemi ottici 193
16.3 Lenti sottili 195
16.4 Costruzione delle immagini 197
16.5 Quesiti 198
16.6 Risposte commentate ai quesiti 199
e ESERCIZI
l Misure 203
Risposte commentate ai quesiti 206
Indice
2 Gr ndezze scalari e vettoriali 211
Risposte commentate ai quesiti 215
3 Cinematica 219
Risposte commentate ai quesiti 223
4 Dinamica 227
Risposte commentate ai quesiti 231
5 leggi di Keplero e gr vitazione univ rsale 235
Risposte commentate ai quesiti 238
6 lavoro, energia e grandezze conservate 241
Risposte commentate ai quesiti 246
7 Stati ca 249
Risposte commentate ai quesiti 253
8 Meccanica dei fluidi 257
Risposte commentate ai quesiti 261
9 Termologia 265
Risposte commentate ai quesiti 269
10 Termodinamica 273
Risposte commentate ai quesiti 277
11 Elettrostatica 281
Risposte commentate ai quesiti 285
12 Elettrodinamica 289
Risposte commentate ai quesiti 293
13 Magnetismo 297
Risposte commentate ai quesiti 301
14 Elettromagnetismo 305
Risposte commentate ai quesiti 309
15 Cenni di meccanica ondulatoria 313
Risposte commentate ai quesiti 317
16 Cenni di ottica 321
Risposte commentate ai quesiti 323
Prefazione
Se stai leggendo questa pagina probabilmente sci in dirittura d'arrivo all' samc di maturità,
oppure stai già stringendo con orgoglio il pr zioso e agognato diploma. S stai leggendo questa
pagina inoltre molto probabihnentc hai intenzione di iscrivcrti ad una Facoltà a num ro chiuso,
Medicina, Vct rinaria c dontoiatria.
eco dunque che il sogno di un meritato riposo, di una vacanza on gli amici o di un' state
all'insegna d l dok far niC'nlC' vi ne improvvisamente minac iato da una nuova ombra: il 'D st
di ammissione all' niv rsità.
Ti apiamo, comprendiamo allo stesso tempo quanto sia important p r t sup rar la
prova d'ingr sso, così da poter pro guir la tua rri r t rm com d sid ri: on
soddisfazione, profitto c su cesso.
Per questo abbiamo ideato un nuovo din mi o si t m di , per andare incontro
a tutti gli studenti che si trovano alle pr se on la pr parazion ai st di ammission .
u t m nual ons nt lo studio mirato di tutti i prin ipali argomenti di Fisica
richiesti n i Test di ammissi ne all' nivcrsità.
UniD rappresenta un punto di rit rim nt p r tutti qu gli stud nli h vogliono sa
pernc di più sul sistema universitario c sulle modalità di a c sso ai orsi di Laurea a numero
programmato. 'ingresso al mondo universitario · ompl sso c il Test di ammission
scoglio davanti al qual un ragazzo rischia di riman re incagliato. Per qu Lo motivo
creato una comunità di prof ssionisti della formazione vicini alle tu esig nz . oloro eh si
affideranno alla nostra esperienza avranno l'opportunità di trovar davan i a sé un t am capa
c di ascoltare in maniera attiva modellare un p r orso formativo eh ad risca ali n essilà
c alle probl malichc messe in vici nza da ciascuno, fa ndo emerg re l proprie pot nzialità.
niD opera su tutto il territorio con i or 1 m pr nz di p nibili in 33 itt a
partire dalla stagione autunnal c fino a pochi giorni prima d Ile dal d i lesl, avval ndosi d Ila
collaborazione di ltr 270 doc nti, selezionati tra D centi nivcrsilari, brillanti ric rcatori
e professionisti. Ila ideato c realizzato i primi c pitt c mpleti n in di pr parazione
ai test di tutt l Facoltà.
Ringraziamenti
niD ringrazia lutti coloro che hanno collaborato alla r dazione d Ila ollana nid t, in
parlicolar modo Desiree Pelliccia p r la rC'alizzazione delle fotografie d'autore, Prof.ssa Ivania
Avolio per i preziosi onfronti scientifici c didattici, C'lauclio Bartolini per la realizzazion del
Software di Simulazione e tutti i partecipanti ai corsi p r i sugg rimcnli pratici.
Simbologia utilizzata nel manuale:
l!ì Definizioni Sugg rimcnti sscrvazioni
,
Approfondinwnti Esempi C'd esercizi svolti
Aggiornamenti
possibile scaricare gli aggiornamenti del presente volume sul sito wcb www.libriunidtcst.com,
all'interno del dettaglio prodotto.