INDICE. Riepilogo di FISICA I ver 0.9. Autore Fabrizio Medici + L energia cinetica e il teorema dell energia cinetica
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1 Relogo d FISIA I e.9 Autoe Fbzo Medc + fbzo.medc@tsclnet.t INDIE tolo Moto: L cnemtc n un dmensone (4) L eloctà I sstem d femento Il cmbmento d untà d msu L eloctà med e lo sostmento L eloctà stntne L ccelezone Il moto unfomemente cceleto I co n cdut L ccelezone ble tolo 3 nemtc n due o te dmenson (43) I etto e gl scl L ddzone d etto: metod gfc L sottzone d etto e l moltlczone d un ettoe e uno scle Il metodo nltco e l somm d etto: le comonent d un ettoe I eso o etto unt L eloctà elt L cnemtc ettole Il moto de oettl Il moto ccole unfome Il moto ccole non unfome Il moto ccole n temn d bl ngol Le coodnte ol tolo 4 Dnmc I: le legg del moto d Newton L foz L m legge del moto d Newton L mss L second legge del moto d Newton Legge o defnzone? L tez legge del moto d Newton Il eso, l foz d gtà e l foz nomle L lczone delle legg d Newton: le foze come etto I consgl e solee oblem tolo 5 Dnmc II: ttto, moto ccole, lte lczon delle legg d Newton L lczone delle legg d Newton n esenz d ttto L dnmc del moto ccole I sstem d femento otnt; foze nezl L foz d ools Le foze dendent dll eloctà; eloctà lmte tolo 6 Gtzone e sntes d Newton (8) L legge d gtzone unesle d Newton L fom ettole delle legge d gtzone L gtà cno ll suefce teeste; clcolo d g Il moto de stellt l ssenz d eso Le legg d Keleo e l sntes d Newton I t d foze n ntu Il cmo gtzonle L mss gtzonle e l mss nezle; l nco d equlenz tolo 7 Loo ed Eneg (48) Il loo ftto d un foz costnte Il odotto scle d due etto Il loo comuto d un foz non costnte L eneg cnetc e l teoem dell eneg cnetc tolo 8 onsezone dell Eneg (65) Le foze consete e le foze non consete L eneg otenzle L eneg meccnc e l su consezone Le legge d consezone dell eneg Il sgnfcto dell consezone dell eneg L eneg otenzle gtzonle e l eloctà d fug; le foze centl I dgmm dell eneg otenzle; l equlbo stble e nstble L otenz tolo 9 onsezone dell qunttà d moto; sstem ù co e ut Il cento d mss L ndduzone del cento d mss Il cento d mss e l moto tslzone L qunttà d moto e l su elzone con l foz L consezone dell qunttà d moto L mulso e gl ut L consezone delle qunttà d moto e dell eneg negl ut Gl ut elstc n un dmensone Gl ut elstc n due e te dmenson Gl ut nelstc Il sstem d femento del cento del momento lnee Sstem con mss ble tolo Moto otzonle ntono un sse (3) L cnemtc otzonle L ntu ettole delle gndezze ngol Il momento d un foz L dnmc otzonle; momento tocente e nez otzonle Il clcolo del momento d nez Peché un sfe che otol llent? Il momento ngole e l su consezone L eneg cnetc otzonle L otzone ù tslzone L sse stntneo d otzone tolo Moto otzonle n genele (69) Il odotto ettole Il momento delle foze come ettoe Il momento ngole d un tcell L momento ngole e l momento tocente e un sstem d tcelle; l moto n genele L dmostzone dell elzone genele t τ e L Il momento ngole e l momento tocente e un coo gdo Lo squlbo dnmco L consezone del momento ngole Un uot n otzone Il moto d un tottol tolo Equlbo, elstctà e ottue (89) Sttc: lo studo de co n equlbo Il cento d gtà (bcento) Le condzon d equlbo Elstctà e modul d elstctà: sollectzon e defomzon Le ottue tolo 3 Flud oso (39) L denstà e l eso secfco Pgn d 6
2 Relogo d FISIA I e.9 Autoe Fbzo Medc + fbzo.medc@tsclnet.t L essone de flud L essone tmosfec e mnomet L msu dell essone Il nco d Pscl L snt dosttc e l nco d Achmede L tensone suefcle L clltà L essone negt e l coesone dell cqu tolo 4 Fludodnmc: flud n momento (39) Il flusso d un fludo: sue cttestche L ott d un tubo d flusso e l equzone d contnutà L equzone d Benoull L scostà Il flusso lmne ne tub e l equzone d Poseulle Il flusso tubolento ne tub e l numeo d Reynolds Gl oggett n momento n un fludo: sedmentzone e esstenz scos tolo 5 Oscllzon (348) Le oscllzon d un moll Il moto monco semlce L eneg nell osclltoe monco semlce e l moto ccole unfome Il endolo semlce Il endolo fsco Il moto monco smozto Le bzon fozte e l sonnz L combnzone d due mot monc tolo 6 Moto delle onde (376) Le cttestche del moto delle onde I t d onde L eneg tsmess dlle onde L esentzone mtemtc d un ond ggnte L equzone delle onde Il nco d sooszone Le flessone delle onde L fzone L ntefeenz L dffzone Le onde stzone e l sonnz Il cloe secfco Il cloe ltente L tsmssone del cloe: l conduzone L tsmssone del cloe: l conezone L tsmssone del cloe: l ggmento tolo Pmo nco dell temodnmc (5) L loo odotto n zon d olume: ocess sotem e sob L mo nco dell temodnmc Le lczon del mo nco dell temodnmc ed lcun semlc ocess L cctà temc de gs e l equtzone dell eneg L esnsone dbtc d un gs Il cttee dbtco delle onde sonoe tolo Secondo nco dell temodnmc (56) L necesstà d un nuoo nco dell temodnmc Le mcchne temche e fgofe L effcenz delle mcchne temche e l secondo nco dell temodnmc L mcchn d not: ocess eesbl L effcenz del cclo d not e l secondo nco dell temodnmc L ento L ento e l secondo nco dell temodnmc L odne e l dsodne L non dsonbltà dell eneg L nteetzone sttstc dell ento e del secondo nco L scl delle temetue temodnmche: lo zeo ssoluto tolo 8 emetu, esnsone temc e legge de gs del (433) Gl tom L temetu: temomet e le scle temometche Il temometo gs olume costnte L equlbo temco e l nco zeo dell temodnmc L dltzone temc Le tenson temche Le legg de gs e l temetu ssolut Le legge de gs del L legge de gs del dl unto d st molecole: l numeo d Aogdo Le esson zl Un scl stndd d temetu: l scl de gs del Sommo tolo loe (483) Le me teoe sul cloe: defnzone d clo Il cloe come tsfemento d eneg: l equlente meccnco del cloe L dstnzone t temetu, cloe ed eneg nten L eneg nten d un gs dele Pgn d 6
3 Relogo d FISIA I e.9 Autoe Fbzo Medc + fbzo.medc@tsclnet.t APIOLO L cnemtc desce come s muoono gl oggett, mente l dnmc, s occu del echè ess s muoono n quel dto modo. L desczone del moto d ogn oggetto dee seme essee ftt elzone un sstem d femento. Pe descee l moto d un oggetto, (n un dmensone), usmo concett d sostmento, eloctà e ccelezone. Lo sostmento s fesce l cmbmento d oszone d un oggetto. L eloctà è l tsso d cmbmento dello sostmento: l eloctà stntne è defnt come: x lm t t dx Nel gfco dell oszone setto l temo, l endenz è ugule ll eloctà stntne. L ccelezone è l tsso d cmbmento dell eloctà: l ccelezone stntne è defnt: d lm t t Se un oggetto d muoe n lne ett con ccelezone costnte (moto unfomemente cceleto) l eloctà,, e l oszone, x, sono collegte ll ccelezone,, l temo tscoso, t, e ll oszone e ll eloctà nzle, x e, dlle equzon: x x + t + + t + + t ( x x ) Gl oggett che cdono etclmente cno ll suefce teeste, s che cdno o che sno lnct etclmente eso l lto o eso l bsso, s muoono (tscundo l effetto dell ) con ccelezone costnte olt eso l bsso. Quest ccelezone è dout ll gtà ed è cc g9.8 m/s. APIOLO 3 Un gndezz che è cttezzt s d un ntenstà s d un dezone che d un eso s chm ettoe. Un gndezz che h solo un ntenstà s chm scle. L defnzone n genele d eloctà stntne,, e ccelezone stntne,, e un tcell è: d d, doe è l ettoe oszone dell tcell. Il moto de oettl s uò scomoe, se s tscu l esstenz dell, n due mot set: l comonente ozzontle del moto che h eloctà costnte e l comonente etcle che h ccelezone costnte g. S h moto ccole unfome qundo un tcell s muoe lungo un cconfeenz d ggo, con eloctà costnte; l tcell sà llo soggett un ccelezone dle o centet, dett eso l cento del cecho, d ntenstà: R L eloctà ngole è l tsso d zone dell oszone ngole: dθ ω L ccelezone ngole lf è l tsso con cu cmb l eloctà ngole: dω α L eloctà e l ccelezone lnee d un unto che s muoono lungo l cconfeenz d ggo sono legte omeg ed lf d: ω R α ω Doe R e sono le comonent dle e tngenzle dell ccelezone. L fequenz f è legt omeg d: e l eodo d: ω πf / f APIOLO 4 L m legge del moto d Newton ffem che se l foz sultnte su un oggetto è zeo, llo un oggetto nzlmente femo est femo, mente un oggetto n moto est n moto lungo un lne ett con eloctà costnte. L tendenz d un coo esstee l cmbmento del suo stto d moto s chm nez. L second legge ffem che l ccelezone d un coo è dettmente oozonle ll foz sultnte che gsce su d esso e nesmente oozonle ll su mss: F m L tez legge ffem che se un mo coo esect un foz su un secondo coo, llo l secondo coo esect seme sul mo un foz ugule n ntenstà, m d dezone cont. APIOLO 5 Qundo due co scolno uno sull lto, l foz d ttto che cscuno de due esect sull lto uò essee esess ossmtmente come: F µ t F N Un tcell che uot lungo un cconfeenz d ggo con eloctà costnte dee essee sottoost n ogn momento un foz dett eso l cento dell cconfeenz. F mω Pgn 3 d 6 3
4 Relogo d FISIA I e.9 Autoe Fbzo Medc + fbzo.medc@tsclnet.t APIOLO 6 Legge d gtzone unesle: m m F G G 6.67* - Nm kg - APIOLO 7 Il loo W comuto d un foz costnte F su un oggetto l cu oszone cmb sostndos d d è dto d: W Fd cosθ F d W b F dl L eneg cnetc è e defnzone: E m Il teoem dell eneg cnetc ffem che l loo totle comuto su d un coo dll foz sultnte è ugule ll zone d eneg del coo: W m APIOLO 8 Un foz conset è un foz che è n funzone solo dell oszone e non del cmmno ecoso dll tcell. Il loo ftto d un foz conset è ecueble. L eneg otenzle è: e un tcell cno ll suefce teeste: E P mgy e un moll: E P kx b F cosθdl m L zone dell eneg otenzle, t due unt, sotto l zone d un foz conset F s defnsce come l loe negto del loo comuto dll foz: U U U F dl Qundo gscono solo foze consete l eneg meccnc totle, E, defnt come l somm delle enege cnetc e otenzle, s conse: E E + E P E + U cos tn te L otenz s defnsce come l tsso l qule l eneg ene tsfomt d un fom un lt: dw P de P APIOLO 9 Pe un sstem d tcelle ente un dstbuzone contnu d mte, l cento d mss (cm) s defnsce come: x y z cn cn cn m M m M m z M x y Il cento d mss è motnte eché è come se questo unto s muoesse come un sngol tcell d mss M sull qule gsce l stes foz sultnte esten Fest. F est M cm L qunttà d moto (o momento lnee) d un tcell s defnsce come: m F d Qundo l foz sultnte esten su un sstem è zeo, l qunttà d moto totle est costnte. Quest è l legge dell consezone dell qunttà d moto. L mulso d un foz su un coo s defnsce come: J F f tf t F J E l mulso dell foz sultnte (che negl ut è l foz d ntezone) è ugule ll zone dell qunttà d moto del coo. Negl ut l qunttà d moto totle s conse. Se s conse l eneg cnetc totle l uto s dce uto elstco. Se l eneg cnetc non s conse l uto è nelstco. APIOLO utte le t d un coo gdo n otzone ttono un sse fsso hnno l stess eloctà ngole e l stess ccelezone ngole n ogn stnte. L eloctà lnee e l ccelezone d qulss unto d un coo n otzone ttono d un sse fsso sono collegte ll eloctà ngole e ll ccelezone ngole d: ω R α ω Doe è l dstnz eendcole del unto dll sse d otzone. Pgn 4 d 6 4
5 Relogo d FISIA I e.9 Autoe Fbzo Medc + fbzo.medc@tsclnet.t Il momento tocente douto d un foz F esectt su un coo gdo è ugule : τ F F F senθ doe detto bcco d le è l dstnz eendcole dll sse d otzone dell lne lungo l qule gsce l foz. Vle nche: τ Iα Doe I è l momento d nez del coo setto ll sse d otzone. Il momento ngole, L, d un coo n otzone ttono d un sse fsso è dto d: L Iω Se l momento sultnte delle foze gent sul coo è zeo llo L è costnte. Quest è l legge dell consezone del momento ngole. L eneg cnetc otzonle d un coo n otzone ttono d un sse fsso con eloctà ngole omeg è: E Iω L eneg cnetc totle è l somm dell eneg cnetc tslzonle del cento d mss del coo sommt ll eneg cnetc otzonle del coo ttono l suo cento d mss: E M cm + Iω Puché l sse d otzone bb dezone fss. APIOLO Il momento tocente tu douto d un foz F è seme clcolto setto un ceo unto O (detto ogne), ed è un gndezz ettole defnt d: τ F Doe è l ettoe oszone del unto su cu gsce l foz F. Anche l momento ngole è un ettoe. Pe un tcell che h un momento lnee m: l Il momento tocente è legto l momento ngole d: dl τ Pe un sstem d tcelle l momento ngole totle è l sommto de moment ngol. Se l momento sultnte delle foze gent su un sstem è zeo, llo l ettoe momento ngole totle L est costnte. APIOLO 3 L denstà d un sostnz è defnt come l mss e untà d olume. L essone s defnsce come foz e e unt. Un fludo oso esect un essone ugule n tutte le dezon n ogn suo unto. A un ofondtà h l essone esectt d un lqudo è : ρgh Se ll suefce d un fludo osto n n contentoe ene lct un essone esten, tle essone ene tsmess tteso tutto l fludo; questo è noto come l nco d Pscl. Il nco d Achmede stblsce che un oggetto mmeso zlmente o comletmente n un fludo è sottoosto un snto eso l lto d ntenstà l eso del fludo d esso sostto. APIOLO 4 L scostà ndc l ttto nteno un fludo, che medsce l fludo medesmo d scoee lbemente. L ott d un fludo è ugule ll mss, o l olume, d un fludo che nell untà d temo scoe n un detemnto unto. L equzone d contnutà stblsce che: ρa cos tn te Se l fludo è ncommble llo Acostnte. Il nco d Benull ffem che, lddoe l eloctà del fludo è lt l essone è bss, e lddoe l eloctà del fludo è bss, l essone è lt: P + ρ + ρgy P + ρ + ρgy APIOLO 5 Un oggetto bnte subsce un moto monco semlce (MAS) se l foz d chmo è oozonle llo sostmento: F kx Peodo e fequenz sono legt dll elzone: f Il eodo del MAS d un mss m ost ll estemtà d un moll è dto d: π m k Lo sostmento n funzone del temo è: ( π + φ ) x Acos ft Doe A è l mezz e f è l fse: lo d A e f dendono dlle condzon nzl (x e t). Dunte un MAS, l eneg totle s tsfom E m + kx contnumente d otenzle cnetc e cees: Qundo c è ttto l moto s dce smozto. APIOLO 8 L zone d lunghezz d un soldo qundo l su temetu cmb d un cet qunttà è dettmente oozonle ll zone dell temetu e ll lunghezz ogn, coè: Pgn 5 d 6 5
6 Relogo d FISIA I e.9 Autoe Fbzo Medc + fbzo.medc@tsclnet.t L αl Doe lf è l coeffcente d dltzone lnee. L zone d olume: V βv Il coeffcente bet d dltzone olumc è ossmtmente te lf. L legge de gs de è dt dll equzone: PV nr R 8.35 J mol - K - Un mole d un cet sostnz è defnt come l numeo d gmm che sono numecmente ugul ll mss tomc o molecole dell sostnz stess. L legge de gs uò essee sctt come: PV Nk APIOLO L eneg nten, o eneg temc, U ndc l eneg totle delle molecole d un coo. Il cloe nece s fesce quell te d eneg che s tsfesce d un coo un lto. Il cloe secfco e d un sostnz è defnto come l eneg necess cmbe d l temetu d un mss unt, coè: Q mc Doe Q è l cloe ssobto o ceduto. Il cloe è tsmesso d un coo d un lto tmte te ossbl modltà: onduzone: tteso gl ut molecol. onezone: e mezzo d un momento d msse delle molecole s gnd dstnze. Iggmento: è l tsmssone d eneg tteso le onde elettomgnetche. APIOLO In condzon qus sttche l loo ftto d (o su) un gs e e l suo olume è: dw dv Il mo nco dell temodnmc stblsce che l zone d eneg nten d un sstem è l cloe ceduto dl sstem, meno l loo ftto dl sstem stesso: U Q W Due semlc ocess temodnmc sono quello sotemo, che è un ocesso effettuto temetu costnte, e quello dbtco, n cu non ene scmbto cloe. In un gs efetto l cctà temc mole olume costnte e quell essone costnte sono legte d: R Pe un gs efetto monotomco: 3 R R Pe un gs efetto btomco nece: 5 R 3 R Qundo un gs efetto s esnde (o s conte) dbtcmente (Q), le l elzone: PV γ γ cos tn te APIOLO L effcenz d un mcchn temc è defnt dl oto t l loo W ftto dll mcchn e dl cloe d questo ssobto, qund l effcenz è dt d: W Q η Q Q Il secondo nco dell temodnmc dce che: Il cloe ss sontnemente d un coo ù cldo uno ù feddo, m non cees. I ocess n ntu tendono eolee eso uno stto d mggo dsodne o ento. L ento totle S d qulunque sstem ù quell del suo mbente ccostnte cesce come conseguenz d ogn ocesso ntule: L zone d ento d un sstem nel coso d un ocesso eesble, è dt d: dq ds Pgn 6 d 6 6
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