Fisica Main Training Lorenzo Manganaro

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2 Fisica Main Training Lorenzo Manganaro

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4 1. Campo magnetico e Forza di Lorentz 2. Campo magnetico e corrente elettrica 3. Induzione elettromagnetica 4. Applicazioni

5 Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina Vettori Cinematica - generale - Moti in genere Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato - Caduta libera Moto circolare uniforme Moto parabolico Pendolo - piccole oscillazioni - Moto armonico F=ma, Principi della dinamica - Forza elastica Forza di attrito Dinamica generale - Sistemi di riferimento non inerziali Gravitazione - Campo gravitazionale Keplero Teorema dell'impulso Urti e quantità di moto - cons momento angolare Corpo rigido - leve Lavoro di una forza Energia cinetica Potenziale elastico Potenziale gravitazionale Conservazione dell'energia meccanica Bilancio energetico con forze dissipative Potenza Pressione - Legge di Pascal Legge di Stevino - Esperimento di Torricelli Legge di Archimede Portata- Dinamica in generale Bernoulli Torricelli Calore, Temperatura, calorie, calore specifico Dilatazione termica Equilibrio termico Passaggi di stato Conduzione convezione irraggiamento I principio Macchine termiche - II principio - Ciclo di Carnot Entropia Gas perfetti - cinetica - Leggi di Boyle - Gay Lussac - Eq Trasformazioni (isobara isocora isoterma adiabatica e Ottica geometrica - Lenti Onde stazionarie Effetto Doppler Legge di Coulomb - Campo elettrico Energia - Potenziale elettrostatico Flusso e teorema di Gauss Elettrizzazione - Elettricità - Conduttori - Condensatori Serie e parallelo di condensatori II Legge di Ohm Serie e parallelo di resistenze Corrente - Circuiti elettrici - Leggi di Kirchhoff Effetto Joule - Potenza elettrica - Intensità lampadine Campo magnetico - Magnetismo Forza di Lorentz Biot-Savart - Laplace Teorema di Ampere Induzione elettromagnetica Equazione di Maxwell e onde - Spettro elm Fisica nucleare - Radiazione - Meccanica quantistica Altro: densità-volume-peso specifico

6 Esperienza comune: Magneti permanenti (es: magnetite Fe 3 O 4 ) Proprietà trasferibile ad altri corpi: Magneti Campo magnetico (B): una perturbazione dello spazio generata da un magnete, che ci indica il comportamento delle sostanze ferromagnetiche che ne risentano

7 Comportamento simile alle cariche elettriche: Campo vettoriale Esistono due polarità: Nord (N) Sud (S) è opposti si attraggono, uguali si respingono Il campo magnetico è uscente dal Nord, entrante nel Sud.MA. Non esiste il monopolo magnetico (Le linee di campo sono chiuse e il flusso su una sup. chiusa è nullo)

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9 Esistono 3 tipi di sostanze: 1. Ferromagnetiche: Generano un campo magnetico intenso [Fe, Co, Ni, molti metalli di transizione] 2. Paramagnetiche: Generano un campo magnetico solo in particolari condizioni (bassa T oppure immerse in un campo molto intenso). [Ioni metallici: es: Cr 3+, Ni 2+ ; Composti strani: es: (TaF 8 ) 3- ] 3. Diamagnetiche: Se immerse in un campo magnetico generano un campo opposto [es: acqua]

10 Su una carica elettrica (q) in moto (v) in presenza di un campo magnetico (B) si esercita una forza (F) data da:! F = q v!! B Prodotto vettoriale! Nota: F non compie lavoro! è Campo non conservativo Il campo magnetico B è definito operativamente dalla relazione inversa. Nel SI si misura in tesla T

11 Sistema fisico Campo magnetico (gauss, G) Campo magnetico (tesla, T) Terra Magnete permanente Risonanza magnetica clinica (basso campo) Risonanza magnetica clinica (alto campo) Risonanza magnetica per ricerca (alto campo) Massimo campo magnetico ottenuto artificialmente

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13 Composizione di un moto circolare e uno traslatorio: La velocità si scompone in componenti: Componente perpendicolare al campo: determina il moto circolare Componente parallela al campo: determina il moto traslatorio

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16 Acceleratore di particelle (usato, per esempio, per la produzione di radionuclidi ad uso medico o per radioterapia)

17 La corrente elettrica sono cariche in moto in un filo In presenza di un campo magnetico:!!! F = I l B ( Legge di Laplace)

18 Un filo percorso da corrente è esso stesso sorgente di campo magnetico (IMPORTANTE!) B = µ 0 2π I r µ 0 : permeabilità magnetica del vuoto = 4π 10-7 Tm/A

19 Due fili percorsi da corrente interagiscono!

20 Un operazione che consiste in: Esempio: 1. Scegliere un percorso chiuso 2. Per ogni tratto del percorso in cui B è costante calcolare il prodotto scalare tra B e la lunghezza del tratto B 3. Sommare i valori ottenuti per ogni tratto

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22 Γ = µ 0 I

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24 Teorema di Ampère! Γ = µ 0 I interne Analogo al teorema di Gauss per il campo elettrico!

25 Un filo percorso da corrente è sorgente di campo magnetico. Al centro della spira il modulo del campo vale: B = µ 0 2 I r µ 0 : permeabilità magnetica del vuoto = 4π 10-7 Tm/A

26 Un filo arrotolato su se stesso Particolarità: Campo magnetico (quasi) uniforme nel centro B = µ 0 N l I Detta L l induttanza del solenoide (analogo magnetico della capacità, si misura in henry: H), nel solenoide si immagazzina un energia: U = 1 2 LI 2

27 In un circuito elettrico, la forza elettromotrice indotta è pari alla rapidità con cui varia il flusso del campo magnetico attraverso il circuito stesso V = Φ ( B ) indotta Δt Ricordando che il flusso si calcola come il prodotto scalare tra il campo e la superficie NOTA: nel SI il flusso di campo magnetico si misura in weber Wb, 1 Wb = 1 T m 2

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29 Capitolo 15: paragrafi Capitolo 2.15 Magnetismo F13A (+ F13A1)