Indice PREFAZIONE. Capitolo 5 LE LEGGI DEL MOTO DI NEWTON La terza legge di Newton 58

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1 Indice PREFAZIONE XV Capitolo 1 RICHIAMI DI MATEMATICA Simboli, notazione scientifica e cifre significative Algebra Geometria e trigonometria Vettori Sviluppi in serie e approssimazioni Calcolo differenziale e integrale 12 Capitolo 2 LE MISURE NELLA FISICA Unità di misura Conversione delle unità di misura Stima dell ordine di grandezza 17 Problemi supplementari 18 Soluzioni dei problemi supplementari 19 Capitolo 3 MOTO IN UNA DIMENSIONE Spostamento e velocità Velocità istantanea e accelerazione Accelerazione costante Corpi in caduta libera Riepilogo delle equazioni principali 31 Problemi supplementari 32 Soluzioni dei problemi supplementari 34 Capitolo 4 MOTO IN UN PIANO Posizione, velocità, accelerazione Accelerazione costante Moto di un proiettile Moto circolare uniforme Moto relativo Riepilogo delle equazioni principali 49 Problemi supplementari 49 Soluzioni dei problemi supplementari 51 Capitolo 5 LE LEGGI DEL MOTO DI NEWTON La terza legge di Newton 58

2 VIII Indice 5.2 La prima legge di Newton La seconda legge di Newton Applicazioni delle leggi di Newton Riepilogo delle equazioni principali 73 Problemi supplementari 73 Soluzioni dei problemi supplementari 77 Capitolo 6 MOTO CIRCOLARE Forza centripeta Riepilogo delle equazioni principali 88 Problemi supplementari 88 Soluzioni dei problemi supplementari 89 Capitolo 7 LAVORO ED ENERGIA Lavoro Energia cinetica Potenza Riepilogo delle equazioni principali 99 Problemi supplementari 99 Soluzioni dei problemi supplementari 101 Capitolo 8 ENERGIA POTENZIALE E CONSERVAZIONE DELL ENERGIA Energia potenziale Conservazione dell energia e attrito Energia potenziale di una molla Macchine Riepilogo delle equazioni principali 112 Problemi supplementari 113 Soluzioni dei problemi supplementari 115 Capitolo 9 QUANTITÀ DI MOTO E URTI Quantità di moto Impulso Urti in una dimensione Il centro di massa I razzi Riepilogo delle equazioni principali 127 Problemi supplementari 127 Soluzioni dei problemi supplementari 129 Capitolo 10 MOTI ROTATORI Variabili angolari Energia cinetica di rotazione Calcolo del momento di inerzia Momento di una forza 139

3 Indice IX 10.5 Rotolamento Lavoro e potenza di rotazione Riepilogo delle equazioni principali 143 Problemi supplementari 144 Soluzioni dei problemi supplementari 145 Capitolo 11 MOMENTO ANGOLARE Momento angolare Precessione 149 Problemi supplementari 152 Soluzioni dei problemi supplementari 154 Capitolo 12 STATICA ED ELASTICITÀ Equilibrio rotazionale Elasticità Riepilogo delle equazioni principali 164 Problemi supplementari 164 Soluzioni dei problemi supplementari 165 Capitolo 13 OSCILLAZIONI Moto armonico semplice Energia e moto armonico semplice Moto armonico semplice e moto circolare Il pendolo Oscillazioni smorzate e oscillazioni forzate Riepilogo delle equazioni principali 176 Problemi supplementari 176 Soluzioni dei problemi supplementari 177 Capitolo 14 FORZA DI ATTRAZIONE GRAVITAZIONALE La legge di gravità Energia potenziale gravitazionale Il moto dei pianeti Riepilogo delle equazioni principali 184 Problemi supplementari 185 Soluzioni dei problemi supplementari 186 Capitolo 15 FLUIDI Pressione in un fluido Spinta idrostatica Fluidodinamica Equazione di Bernoulli Riepilogo delle equazioni principali 197 Problemi supplementari 197 Soluzioni dei problemi supplementari 199

4 X Indice Capitolo 16 ONDE E ACUSTICA Onde meccaniche trasversali Velocità e trasmissione di energia per le onde in una corda Sovrapposizione di onde Onde stazionarie Onde sonore Onde sonore stazionarie Battimenti Effetto Doppler Riepilogo delle equazioni principali 212 Problemi supplementari 213 Soluzioni dei problemi supplementari 214 Capitolo 17 TEMPERATURA, CALORE E TRASMISSIONE DEL CALORE Temperatura Dilatazione termica Calore ed energia termica Capacità termica e calore latente Trasmissione del calore Riepilogo delle equazioni principali 224 Problemi supplementari 224 Soluzioni dei problemi supplementari 225 Capitolo 18 LA TEORIA CINETICA DEI GAS La legge dei gas perfetti Pressione e temperatura dal punto di vista microscopico La distribuzione di Maxwell-Boltzmann Calore specifico molare e trasformazioni adiabatiche Riepilogo delle equazioni principali 235 Problemi supplementari 235 Soluzioni dei problemi supplementari 237 Capitolo 19 PRIMO E SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA Il primo principio della termodinamica Il secondo principio della termodinamica Il ciclo di Carnot Il motore a combustione Macchine frigorifere e pompe termiche Entropia Riepilogo delle equazioni principali 249 Problemi supplementari 249 Soluzioni dei problemi supplementari 250 Capitolo 20 IL CAMPO ELETTRICO Proprietà della carica elettrica 254

5 Indice XI 20.2 Il campo elettrico Moto di una particella carica in un campo elettrico uniforme Campo elettrico generato da una distribuzione continua di carica Riepilogo delle equazioni principali 262 Problemi supplementari 262 Soluzioni dei problemi supplementari 263 Capitolo 21 LA LEGGE DI GAUSS Flusso elettrico e legge di Gauss Applicazioni della legge di Gauss Riepilogo delle equazioni principali 276 Problemi supplementari 276 Soluzioni dei problemi supplementari 277 Capitolo 22 POTENZIALE ELETTRICO Potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica Potenziale elettrico generato da una carica puntiforme Calcolo del campo elettrico tramite il potenziale Potenziale generato da distribuzioni continue di carica Potenziale di un conduttore carico Riepilogo delle equazioni principali 287 Problemi supplementari 287 Soluzioni dei problemi supplementari 288 Capitolo 23 CAPACITÀ Calcolo della capacità Condensatori in serie e in parallelo Energia immagazzinata in un condensatore Dielettrici Riepilogo delle equazioni principali 297 Problemi supplementari 297 Soluzioni dei problemi supplementari 299 Capitolo 24 CORRENTE E RESISTENZA Corrente elettrica Resistenza, resistività e legge di Ohm Potenza elettrica ed effetto Joule Riepilogo delle equazioni principali 304 Problemi supplementari 304 Soluzioni dei problemi supplementari 305 Capitolo 25 CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA Resistenze in serie e in parallelo Circuiti a più maglie Circuiti RC 312

6 XII Indice 25.4 Riepilogo delle equazioni principali 313 Problemi supplementari 315 Soluzioni dei problemi supplementari 317 Capitolo 26 CAMPO MAGNETICO Il campo magnetico Moto di una particella carica in un campo magnetico Forza magnetica su un filo percorso da corrente elettrica Momento su una spira percorsa da corrente elettrica Riepilogo delle equazioni principali 326 Problemi supplementari 326 Soluzioni dei problemi supplementari 327 Capitolo 27 SORGENTI DEL CAMPO MAGNETICO Campo magnetico originato da una corrente elettrica Legge di Ampére Riepilogo delle equazioni principali 335 Problemi supplementari 335 Soluzioni dei problemi supplementari 336 Capitolo 28 INDUZIONE ELETTROMAGNETICA E INDUTTANZA Legge di Faraday Forza elettromotrice di movimento Induttanza Energia magnetica Materiali magnetici Circuiti RL e LC Riepilogo delle equazioni principali 348 Problemi supplementari 349 Soluzioni dei problemi supplementari 350 Capitolo 29 CIRCUITI IN CORRENTE ALTERNATA Trasformatori Circuiti con singolo elemento Circuiti RLC serie e fasori Potenza nei circuiti in corrente alternata Risonanza nei circuiti RLC serie Riepilogo delle equazioni principali 361 Problemi supplementari 362 Soluzioni dei problemi supplementari 362 Capitolo 30 ONDE ELETTROMAGNETICHE Le equazioni di Maxwell e l equazione d onda Energia e pressione di radiazione 367

7 Indice XIII 30.3 Polarizzazione Riflessione e rifrazione della luce Riflessione interna totale Riepilogo delle equazioni principali 374 Problemi supplementari 374 Soluzioni dei problemi supplementari 376 Capitolo 31 SPECCHI E LENTI Specchi piani Specchi sferici Lenti sferiche sottili Strumenti ottici Riepilogo delle equazioni principali 388 Problemi supplementari 389 Soluzioni dei problemi supplementari 391 Capitolo 32 INTERFERENZA Interferenza da una fenditura doppia Interferenza da n fenditure Interferenza nei film sottili Interferometro di Michelson Riepilogo delle equazioni principali 402 Problemi supplementari 402 Soluzioni dei problemi supplementari 403 Capitolo 33 DIFFRAZIONE Diffrazione da una fenditura singola Risoluzione e diffrazione Il reticolo di diffrazione Riepilogo delle equazioni principali 412 Problemi supplementari 412 Soluzioni dei problemi supplementari 413 Capitolo 34 RELATIVITÀ SPECIALE I postulati fondamentali della relatività Simultaneità Trasformazioni di Lorentz Dilatazione temporale Contrazione spaziale Trasformazione relativistica della velocità Forza e momento relativistici Energia relativistica L effetto Doppler per la luce Riepilogo delle equazioni principali 423 Problemi supplementari 424 Soluzioni dei problemi supplementari 425

8 XIV Indice Capitolo 35 ATOMI E FOTONI Atomi e fotoni Effetto fotoelettrico Effetto Compton Spettri atomici e modello atomico di Bohr Riepilogo delle equazioni principali 434 Problemi supplementari 435 Soluzioni dei problemi supplementari 435 Capitolo 36 MECCANICA QUANTISTICA Le onde di De Broglie Diffrazione degli elettroni Equazione di Schrödinger Particella in una buca di potenziale Effetto tunnel Principio di indeterminazione di Heisenberg Momento angolare di spin Teoria quantistica dell idrogeno Principio di esclusione di Pauli La tavola periodica Riepilogo delle equazioni principali 454 Problemi supplementari 455 Soluzioni dei problemi supplementari 457 Capitolo 37 FISICA NUCLEARE Proprietà del nucleo Stabilità del nucleo ed energia di legame Radioattività Processi di decadimento radioattivo Reazioni nucleari Fissione Fusione nucleare Riepilogo delle equazioni principali 472 Problemi supplementari 472 Soluzioni dei problemi supplementari 473 APPENDICE 477 Costanti fisiche 477 Dati astronomici 477

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