1 Le rappresentazioni di un fenomeno I grafici cartesiani 48 3 Grafici a torta e istogrammi 52

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1 La misura delle grandezze fisiche 1 La rappresentazione di dati e fenomeni 2 1 La fisica e il mondo 2 2 Le unità di misura e il Sistema Internazionale 4 TECNOLOGIA L importanza della conversione 6 3 La misura di spazi e tempi 8 4 La misura della massa 12 matematica Le potenze di La densità di una sostanza 16 Video Determinazione della densità di un materiale matematica Le formule inverse 18 6 La notazione scientifica 20 matematica L arrotondamento di un numero decimale 22 7 L incertezza di una misura 24 LAbOrATOrIO Gli strumenti di misura 26 8 Cifre significative ed errori sulle misure indirette 28 LAbOrATOrIO La deviazione standard 30 1 Le rappresentazioni di un fenomeno 44 matematica Le funzioni 46 2 I grafici cartesiani 48 3 Grafici a torta e istogrammi 52 LAbOrATOrIO I grafici con Excel 54 4 Proporzionalità diretta e correlazione lineare 56 matematica Le proporzioni 58 5 Altre relazioni matematiche 60 6 Grafici ed errori 64 LAbOrATOrIO La linea di tendenza 66 Esperimenti 68 Video Correlazione tra altitudine e pressione In sintesi 70 Per risolvere i problemi 72 Problemi 74 Allenamento per la verifica 76 Esperimenti 32 Video Misura dell accelerazione di gravità Video Misura del periodo di un pendolo In sintesi 34 Per risolvere i problemi 36 Problemi 38 Allenamento per la verifica 42 V

2 i vettori e Le forze 3 L equilibrio dei corpi solidi 4 1 Gli spostamenti e i vettori 78 Animazione Che cos è un vettore 2 Operazioni con i vettori 80 Animazione Come si sommano i vettori matematica Il coseno di un angolo 82 3 La scomposizione di un vettore 84 Animazione La scomposizione di un vettore 4 Le forze 88 Video Le forze fondamentali (PSSC) Video L azione a distanza (PSSC) 5 Gli allungamenti elastici 92 Video Il comportamento elastico di una molla LAbOrATOrIO I dinamometri 94 6 Le operazioni sulle forze 96 7 Le forze di attrito 100 TECNOLOGIA La ricerca della forma perfetta L equilibrio di un corpo L equilibrio e l attrito Il momento di una forza 122 TECNOLOGIA La bicicletta Le coppie di forze 126 TECNOLOGIA Il freno a disco Le macchine semplici Il baricentro 134 Esperimenti 138 Video Il piano inclinato In sintesi 140 Per risolvere i problemi 142 Problemi 144 Allenamento per la verifica 148 Esperimenti 104 Video Gli assi dello smartphone In sintesi 106 Per risolvere i problemi 108 Problemi 110 Allenamento per la verifica 112 VI

3 L equilibrio dei fluidi 5 il moto rettilineo 6 1 La pressione La pressione nei liquidi 154 sport Le orecchie del sub Il principio di Pascal 158 Animazione Il principio di Pascal TECNOLOGIA Il circuito idraulico I vasi comunicanti 162 Animazione I vasi comunicanti Animazione La legge di Stevin TECNOLOGIA La torre piezometrica La pressione atmosferica 166 TECNOLOGIA Barometri e manometri La spinta di Archimede 170 Video La legge di Archimede TECNOLOGIA Il sommergibile, la nave e l aerostato 172 Esperimenti 174 Video La taratura del barometro In sintesi 176 In 3 minuti La pressione Per risolvere i problemi 178 Problemi 180 Allenamento per la verifica Lo studio del moto 184 TECNOLOGIA Come fa il GPS a calcolare lo spazio percorso? La velocità Il moto rettilineo uniforme 192 Animazione Il moto rettilineo uniforme e la velocità Video Il moto rettilineo uniforme 4 L accelerazione 196 Animazione L accelerazione sport Nel calcio conta di più la velocità o l accelerazione? Il moto rettilineo uniformemente accelerato 200 Video Il moto rettilineo uniformemente accelerato Animazione Il moto uniformemente accelerato Animazione La legge oraria del moto uniformemente accelerato 6 Leggi orarie e grafici 204 Esperimenti 208 Video Il moto rettilineo uniforme In sintesi 210 In 3 minuti La velocità In 3 minuti L accelerazione Per risolvere i problemi 212 Problemi 214 Allenamento per la verifica 218 VII

4 il moto nel piano 7 i princìpi della dinamica 8 1 Il moto circolare uniforme La velocità angolare Il moto armonico 228 Video Moto armonico semplice (PSSC) Video Moto circolare e moto armonico (PSSC) TECNOLOGIA Frequenza propria e risonanza Il moto parabolico La composizione dei moti 236 Esperimenti 240 Video La giostra In sintesi 242 Per risolvere i problemi 244 Problemi 246 Allenamento per la verifica Il primo principio della dinamica 250 Animazione Il primo principio della dinamica Video La prima legge di Newton (ESA) Video Il disco a ghiaccio secco (PSSC) Video La legge di inerzia (PSSC) 2 Il secondo principio della dinamica 252 Animazione Il secondo principio della dinamica Video La seconda legge di Newton (ESA) Video Forza e moto accelerato (PSSC) Video L accelerazione è proporzionale alla forza (PSSC) 3 Il terzo principio della dinamica 256 Animazione Il terzo principio della dinamica Video La terza legge di Newton (ESA) storia Galileo, Newton, Einstein Alcune applicazioni dei tre princìpi Il moto oscillatorio Le forze apparenti 268 Video Forze apparenti (PSSC) Video Cinematica e dinamica (PSSC) Video Il periodo del moto armonico (PSSC) TECNOLOGIA La G Force La forza gravitazionale 272 Video L esperimento di Cavendish (PSSC) 8 Il moto dei satelliti 276 Esperimenti 280 Video La G Force In sintesi 282 In 3 minuti La forza In 3 minuti F = m. a In 3 minuti La legge della gravitazione universale Per risolvere i problemi 284 Problemi 286 Allenamento per la verifica 288 VIII

5 energia e Lavoro 9 i princìpi di conservazione 10 1 Il lavoro 290 Animazione Il lavoro 2 La potenza L energia cinetica 298 TECNOLOGIA Lo spazio di arresto di un veicolo L energia potenziale Lavoro ed energia nei corpi elastici 306 sport L importanza della rigidità I mille volti dell energia 310 AmbIENTE L energia dell acqua 312 Esperimenti 313 In sintesi 314 In 3 minuti Il lavoro In 3 minuti La potenza In 3 minuti L energia cinetica In 3 minuti L energia potenziale della forza-peso In 3 minuti Il teorema dell energia cinetica Per risolvere i problemi 316 Problemi 318 Allenamento per la verifica L energia meccanica 322 Video La conservazione dell energia meccanica Animazione La conservazione dell energia meccanica sport Il saltatore con l asta Quando l energia meccanica non si conserva 326 Video Energia meccanica e termica (PSSC) TECNOLOGIA Le montagne russe La conservazione della quantità di moto 330 TECNOLOGIA Il rinculo di un arma La conservazione del momento angolare 334 sport Tuffatori, satelliti e gatti che cadono La conservazione dell energia nei fluidi 338 Esperimenti 342 Video L accelerazione angolare In sintesi 344 In 3 minuti La quantità di moto Per risolvere i problemi 346 Problemi 348 Allenamento per la verifica 350 IX

6 calore e temperatura 11 La termodinamica 12 1 La misura della temperatura 352 Video La materia e lo spazio (ESA) Animazione La scala come Celsius 2 La dilatazione termica 356 AmbIENTE Il lago ghiacciato La legge fondamentale della termologia I cambiamenti di stato 364 Video Temperatura e passaggi di stato sport La sudorazione La propagazione del calore 368 Video Il moto browniano e l energia (PSSC) Video Modi per trasferire l energia (PSSC) Video Energia in transito (PSSC) AmbIENTE Il riscaldamento domestico 370 Esperimenti 372 Video Temperatura e radiazione luminosa In sintesi 374 In 3 minuti La temperatura Per risolvere i problemi 376 Problemi 378 Allenamento per la verifica L equilibrio dei gas 382 TECNOLOGIA Il compressore Legami tra volume, temperatura e pressione 386 storia Il foglio Excel di Boyle La scala Kelvin e l equazione dei gas perfetti 390 TECNOLOGIA Il metro cubo più freddo dell'universo La teoria cinetica dei gas 394 Video Esperimenti con i gas (PSSC) Video Temperatura ed energia cinetica (PSSC) storia L inafferrabile fluido calorico Trasformazioni e cicli termodinamici Il primo principio della termodinamica Le macchine termiche 406 AmbIENTE Il motore quattro tempi Il secondo principio della termodinamica 410 Video L esperimento di Bruno Ferretti (PSSC) Video Prove di controllo e conclusioni (PSSC) Video Fenomeni reversibili e irreversibili (PSSC) Video Il verso del tempo (PSSC) In sintesi 412 In 3 minuti Il primo principio della termodinamica Per risolvere i problemi 414 Problemi 416 Allenamento per la verifica 418 X

7 il suono La Luce Le caratteristiche delle onde 420 Riflessione e rifrazione 420 Onde e sorgenti sonore 420 Riflessione del suono 421 La propagazione della luce 422 La riflessione della luce 422 Immagine formata da uno specchio 423 La rifrazione della luce 424 Lenti convergenti 424 Lenti divergenti 425 storia Roemer e la velocità della luce 426 Problemi 426 La versione completa delle unità 13 e 14 è disponibile nell ebook. il suono 13 1 Le onde 2 La propagazione delle onde AmbIENTE Lo tsunami 3 Le onde sonore TECNOLOGIA Gli ultrasuoni 4 L intensità dei suoni TECNOLOGIA 5 L effetto Doppler Altezza, intensità, timbro Esperimenti In sintesi Per risolvere i problemi Problemi Allenamento per la verifica La Luce 14 1 La natura della luce 2 La propagazione della luce 3 La riflessione della luce storia Roemer e la velocità della luce 4 La riflessione sugli specchi curvi 5 La rifrazione della luce 6 La riflessione totale TECNOLOGIA 7 Le lenti TECNOLOGIA La trasmissione dei dati Le lenti per la miopia Esperimenti In sintesi Per risolvere i problemi Problemi Allenamento per la verifica XI

8 fenomeni elettrostatici 15 La corrente elettrica continua 16 1 Le cariche elettriche 428 Video L esperimento di Geiger e Marsden (PSSC) Video L intuizione di Rutherford (PSSC) 2 La legge di Coulomb 430 Video La forza di Coulomb (PSSC) Video Dipendenza della forza dalla distanza (PSSC) Video Dipendenza della forza dalle cariche (PSSC) Video Gli effetti elettrici in una sfera cava (PSSC) Video La gabbia di Faraday (PSSC) Video Dall analisi degli urti alla forza (PSSC) Video La struttura dell atomo (PSSC) TECNOLOGIA La gabbia di Faraday Il campo elettrico Diversi tipi di campo elettrico 438 TECNOLOGIA Il moto di una carica La differenza di potenziale I condensatori 446 Video Lastre cariche piane e parallele (PSSC) Video La forza elettrica tra due lastre (PSSC) Video L esperimento di Millikan (PSSC) Video Le prime misurazioni (PSSC) Video L analisi dei dati (PSSC) TECNOLOGIA Il touch screen La corrente elettrica 460 TECNOLOGIA La battaglia delle correnti Le leggi di Ohm La potenza nei circuiti elettrici 468 TECNOLOGIA L elettricità e il corpo umano Resistività e temperatura 472 TECNOLOGIA I superconduttori L effetto termico della corrente 476 AmbIENTE Le lampadine 478 Esperimenti 480 Video Quanta corrente assorbe il tuo smartphone? In sintesi 482 In 3 minuti Le leggi di Ohm Per risolvere i problemi 484 Problemi 486 Allenamento per la verifica 488 Esperimenti 450 Video Lo schermo misterioso In sintesi 452 In 3 minuti La legge di Coulomb In 3 minuti Il campo elettrico In 3 minuti La differenza di potenziale elettrico Per risolvere i problemi 454 Problemi 456 Allenamento per la verifica 458 XII

9 i circuiti elettrici 17 il campo magnetico 18 1 Circuiti in serie Circuiti in parallelo 494 TECNOLOGIA In caso di guasto La potenza nei circuiti La resistenza interna 502 AmbIENTE L auto del futuro La corrente nei liquidi e nei gas 506 AmbIENTE Batterie e celle a combustibile 508 Esperimenti 510 Video La ricarica di una batteria In sintesi 512 Per risolvere i problemi 514 Problemi 516 Allenamento per la verifica Fenomeni magnetici Calcolo del campo magnetico Il campo magnetico nella materia Forze su conduttori percorsi da corrente 528 TECNOLOGIA Il motore in corrente continua La forza di Lorentz 532 TECNOLOGIA Lo spettrometro di massa 534 Esperimenti 536 Video La misura del campo magnetico In sintesi 538 In 3 minuti Il campo magnetico In 3 minuti La forza magnetica di Lorentz In 3 minuti La forza di Ampère Per risolvere i problemi 540 Problemi 542 Allenamento per la verifica 544 XIII

10 induzione e onde elettromagnetiche 19 La corrente indotta 546 La definizione di flusso 546 La d.d.p. indotta 546 La legge di Lenz 547 Induttanza e autoinduzione 547 Circuiti in corrente alternata 548 Il rapporto di trasformazione 548 Le onde elettromagnetiche 549 TECNOLOGIA L alternatore 550 Problemi 550 La versione completa dellôunitˆ 19 disponibile nellôebook. 1 Il flusso del vettore B TECNOLOGIA Il pickup della chitarra elettrica 2 La legge di Faraday-Neumann-Lenz 3 Induttanza e autoinduzione TECNOLOGIA L alternatore 4 I circuiti in corrente alternata 5 Il trasformatore 6 Il campo elettromagnetico 7 Lo spettro elettromagnetico Esperimenti In sintesi Per risolvere i problemi Problemi Allenamento per la verifica Indice analitico 551 XIV

11 La fisica con Lo smartphone Alla fine di ogni unità, nelle pagine di ESPERIMENTI troverai una sezione dedicata agli esperimenti con lo smartphone. Si tratta di esperimenti da fare, individualmente o in piccoli gruppi, sfruttando i sensori (accelerometro, giroscopio, magnetometro...) presenti su quasi tutti gli smartphone di ultima generazione. Per effettuare questi esperimenti è necessario scaricare un applicazione gratuita che si chiama Physics Toolbox. Questa app è stata sviluppata da Vieyra software negli USA: usarla sarà anche l occasione per esercitarti con l inglese. La versione completa della app, Physics Toolbox Suite, è al momento disponibile solo per Android e comprende tutti i sensori. Per gli utenti di ios esistono 3 app separate, anch esse gratuite, chiamate Physics Toolbox accelerometer, Physics Toolbox gyroscope e Physics Toolbox magnetometer. Questa applicazione permette di raccogliere dati utilizzando i diversi sensori dello smartphone. A ciascun sensore è dedicata una schermata. I dati acquisiti dal sensore possono poi essere salvati in un file in formato.csv, compatibile con Microsoft Excel. Devi disporre quindi di un sistema per trasferire file dallo smartphone al PC: sono suffcienti un cavo micro USB oppure una cartella Dropbox o anche solo una casella . Infine sul PC dovrà essere installato Excel o un programma equivalente, per esempio Calc di Open Offce. Utilizzeremo Excel per analizzare i dati acquisiti e creare tabelle e grafici. accelerazione y (m/s 2 ) 2,5 2 1,5 1 0, ,5-1 -1,5-2 -2, tempo (s) Per ogni esperimento trovi nell ebook un breve video che ti spiega come realizzarlo. Prima di cominciare, guarda il video introduttivo che abbiamo realizzato per spiegarti passo passo come installare Physics Toolbox e come trasferire e visualizzare i file. Lo trovi nel sito del libro online.scuola.zanichelli.it/ruffo-fisica-verde-2ed Buon lavoro! XV

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