1 2 LA MISURA LE GRANDEZZE FISICHE. e unità di misura 30. Internazionale di Unità 33 FISICA CON LE MANI. La densità di un metallo 39

Transcript

1 INDICE LE 10 COSE CHE DEVI SAPERE DI MATEMATICA per imparare la fisica 1 Calcolare un equivalenza 2 2 Risolvere una proporzione 4 3 Calcolare una percentuale 6 4 Leggere una formula 8 5 Leggere e disegnare un grafico 12 6 Riconoscere una proporzionalità diretta 16 7 Riconoscere una proporzionalità inversa 18 8 Riconoscere una proporzionalità quadratica 20 9 Risolvere un equazione a un incognita Fare i conti con le potenze di LE GRANDEZZE 1 2 LA MISURA FISICHE 1 Proprietà misurabili e unità di misura 30 2 La notazione scientifica 32 3 Il Sistema Internazionale di Unità 33 4 L intervallo di tempo 34 5 La lunghezza 35 6 La massa 36 7 L area 37 8 Il volume 37 9 La densità 38 La densità di un metallo 39 LA MAPPA DEI CONCETTI 41 1 Gli strumenti di misura 58 2 L incertezza delle misure 61 3 L incertezza di una misura singola 63 4 L incertezza di una misura ripetuta 64 5 L incertezza relativa 65 6 L incertezza di una misura indiretta 67 7 Le cifre significative 67 8 Le misure in un esperimento 69 LA MAPPA DEI CONCETTI 71 LE FORMULE 72 ESERCIZI 42 Un lavoro di pazienza 45 Occhio alle truffe 48 Aria di mare e aria di montagna 52 PROBLEMI GENERALI 53 TEST 55 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 57 ESERCIZI 72 Pronti, attenti, via! 73 Misura di una frequenza 78 Quando finirà il petrolio? 80 PROBLEMI GENERALI 84 TEST 85 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 87 VI

2 3 I VETTORI E LE FORZE 4 5 L EQUILIBRIO DEI SOLIDI L EQUILIBRIO DEI FLUIDI 1 Grandezze scalari e vettoriali 88 2 Le operazioni con i vettori 90 3 I vettori componenti lungo due direzioni perpendicolari 93 4 Le forze 95 5 La forza-peso 98 6 La forza elastica Le forze di attrito 102 LA MAPPA DEI CONCETTI Il punto materiale e il corpo rigido L equilibrio del punto materiale L equilibrio su un piano inclinato Gli effetti delle forze su un corpo rigido Il momento di una forza Il momento di una coppia di forze L equilibrio di un corpo rigido Le leve Il baricentro Solidi, liquidi e gas La pressione La pressione nei liquidi La pressione causata dal peso di un liquido I vasi comunicanti La spinta di Archimede Corpi che affondano o che galleggiano La pressione atmosferica 167 Il galleggiamento 170 LA MAPPA DEI CONCETTI 172 Equilibrio di una gruccia 138 LA MAPPA DEI CONCETTI 140 LE FORMULE 106 ESERCIZI 106 Indagine su un delitto 108 Giochi a molla 114 Cani da slitta 116 PROBLEMI GENERALI 117 TEST 119 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 121 LE FORMULE 141 ESERCIZI 141 Varo e tiro di un barca di pescatori 143 L auto in panne 146 Il manubrio asimmetrico 152 PROBLEMI GENERALI 154 TEST 155 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 157 LE FORMULE 173 ESERCIZI 173 Dal barbiere 175 Calcolo della profondità 176 Il dirigibile Hindenburg 179 Una zattera di fortuna 181 PROBLEMI GENERALI 184 TEST 185 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 187 VII

3 INDICE 6 LA VELOCITÀ 7 L ACCELERAZIONE 8 1 Il punto materiale in movimento I sistemi di riferimento Il moto rettilineo La velocità media Il moto rettilineo vario L accelerazione media Il grafico velocità-tempo Il moto rettilineo uniformemente accelerato 229 I MOTI NEL PIANO 1 Il vettore posizione e il vettore spostamento Il vettore velocità e il vettore accelerazione La composizione dei moti Formule inverse: quanta strada, quanto tempo Il grafico spazio-tempo Il moto rettilineo uniforme La legge oraria del moto rettilineo uniforme Grafici spazio-tempo e velocità-tempo 198 Il moto del supermagnete 202 LA MAPPA DEI CONCETTI Il moto uniformemente accelerato con velocità iniziale nulla Il moto uniformemente accelerato con partenza in velocità Il lancio verticale verso l alto Alcuni grafici spazio-tempo e velocità-tempo 239 LA MAPPA DEI CONCETTI Il moto circolare uniforme Le grandezze angolari L accelerazione centripeta Il moto armonico 268 Un vassoio girevole 271 LA MAPPA DEI CONCETTI 273 LE FORMULE 205 ESERCIZI 205 Viaggio in autostrada 207 Una corsa in bicicletta 210 Sorpasso in bici 214 Jogging per tutti 216 PROBLEMI GENERALI 219 TEST 220 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 223 LE FORMULE 241 ESERCIZI 241 La partenza dell autobus 244 Il tuffo dal trampolino 248 Se sale, scenderà 252 PROBLEMI GENERALI 254 TEST 255 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 257 LE FORMULE 274 ESERCIZI 274 La velocità di Giada 276 Vento in rotta 278 Un giro in giostra 282 PROBLEMI GENERALI 285 TEST 287 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 289 VIII

4 I PRINCÌPI LE FORZE DELLA DINAMICA 1 Il primo principio della dinamica I sistemi di riferimento inerziali Forza, accelerazione e massa Il secondo principio della dinamica Le proprietà della forza-peso Il terzo principio della dinamica 300 LA MAPPA DEI CONCETTI 302 E IL MOVIMENTO 1 La caduta lungo un piano inclinato Il moto dei proiettili Il moto dei satelliti La forza centripeta La gravitazione universale Moti armonici: la molla e il pendolo 326 Il moto parabolico della pallina 329 LA MAPPA DEI CONCETTI 331 L ENERGIA 1 Il lavoro La potenza L energia cinetica L energia potenziale gravitazionale L energia potenziale elastica La conservazione dell energia meccanica La conservazione dell energia totale La quantità di moto L impulso di una forza e la variazione della quantità di moto La conservazione della quantità di moto Gli urti Il momento angolare La conservazione del momento angolare 362 LA MAPPA DEI CONCETTI 363 LE FORMULE 303 ESERCIZI 303 Calcolo dell accelerazione 305 Pesare di più o di meno, senza dimagrire né ingrassare! 308 Gara di pattinaggio artistico 310 PROBLEMI GENERALI 312 TEST 313 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 315 LE FORMULE 332 ESERCIZI 332 Un tiro a pallanuoto 333 Attenzione in curva! 336 L accelerazione di gravità su Marte 338 PROBLEMI GENERALI 340 TEST 341 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 343 LE FORMULE 364 ESERCIZI 364 Un mulo testone 365 Attenti al sasso 368 PROBLEMI GENERALI 374 TEST 375 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 376 IX

5 12 LA TEMPERATURA 13 IL CALORE 14 LA 1 Il termometro e le scale di temperatura La dilatazione termica La prima legge di Gay-Lussac: trasformazioni di un gas a pressione costante La seconda legge di Gay-Lussac: V costante La legge di Boyle: T costante Il modello microscopico della materia Il gas perfetto Calore e lavoro Capacità termica e calore specifico Il calorimetro La conduzione e la convezione L irraggiamento L energia interna e i passaggi tra stati di aggregazione 419 Il calore specifico 425 LA MAPPA DEI CONCETTI 427 TERMODINAMICA 1 Gli scambi di energia tra un sistema e l ambiente Il lavoro termodinamico Il primo principio della termodinamica Applicazioni del primo principio Le macchine termiche Macchina di Carnot e motori a combustione interna Il secondo principio della termodinamica 455 LA MAPPA DEI CONCETTI 457 La dilatazione dell acqua 391 LA MAPPA DEI CONCETTI 393 LE FORMULE 394 ESERCIZI 394 Calcolo dell allungamento 395 Il palloncino dentro al freezer 398 Il volume dell aria nel serbatoio 402 La bombola del sub 404 PROBLEMI GENERALI 405 TEST 407 X SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 409 LE FORMULE 428 ESERCIZI 428 Energia assorbita dal frullatore 430 L equivalente in acqua del calorimetro 432 La fusione di un cubetto di ghiaccio 437 PROBLEMI GENERALI 438 TEST 440 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 441 LE FORMULE 458 ESERCIZI 458 La bottiglia sul pistone 459 Espansione a pressione costante 463 Il rendimento di una centrale termoelettrica 464 PROBLEMI GENERALI 466 TEST 467 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 469

6 15 IL SUONO E LA LUCE LE CARICHE ELETTRICHE IL CAMPO ELETTRICO E IL POTENZIALE Sintesi del capitolo 470 Capitolo completo nell ebook 1 Le onde periodiche 2 Il principio di sovrapposizione e l interferenza 3 Il suono 4 Le caratteristiche del suono 5 L eco 6 La riflessione della luce 7 La legge dei punti coniugati e l ingrandimento 8 La rifrazione della luce 9 La riflessione totale 10 Le lenti LA MAPPA DEI CONCETTI 1 L elettrizzazione per strofinìo I conduttori e gli isolanti La carica elettrica La legge di Coulomb L elettrizzazione per induzione La polarizzazione degli isolanti 483 Due esperimenti di elettrostatica 484 LA MAPPA DEI CONCETTI Il vettore campo elettrico Il campo elettrico di una o più cariche puntiformi Le linee del campo elettrico L energia potenziale elettrica La differenza di potenziale Il moto di una carica in un campo elettrico uniforme Il condensatore piano 507 Il condensatore piano 510 LA MAPPA DEI CONCETTI 512 LE FORMULE ESERCIZI Ritardo del suono L eco dello starter Davanti allo specchio L ingrandimento dell incisione PROBLEMI GENERALI TEST SEI PRONTO PER LA VERIFICA? LE FORMULE 487 ESERCIZI 487 Un azione elettrizzante 487 Forza totale su una carica 489 PROBLEMI GENERALI 491 TEST 493 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 495 LE FORMULE 513 ESERCIZI 513 Campo elettrico generato da due cariche 515 Calcolo della differenza di potenziale 518 Il condensatore piano 521 PROBLEMI GENERALI 522 TEST 523 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 525 XI

7 LA CORRENTE FENOMENI 18 ELETTRICA 19 MAGNETICI 20 INDUZIONE E ONDE ELETTRO- MAGNETICHE 1 L intensità della corrente elettrica I generatori di tensione e i circuiti elettrici Le leggi di Ohm Resistori in serie Resistori in parallelo Lo studio dei circuiti elettrici Forza elettromotrice e resistenza interna di un generatore L effetto Joule: trasformazione di energia elettrica in energia interna La corrente nei gas 544 Resistenza, area e lunghezza di un conduttore 546 LA MAPPA DEI CONCETTI La forza magnetica Le linee del campo magnetico Forze tra magneti e correnti Forze tra correnti Il campo magnetico Forze magnetiche su fili percorsi da corrente e su cariche in movimento Il moto di una carica in un campo magnetico uniforme Il motore elettrico I materiali ferromagnetici 580 Verifica della legge di Biot-Savart 581 LA MAPPA DEI CONCETTI 584 Sintesi del capitolo 598 Capitolo completo nell ebook 1 Corrente indotta e flusso del campo magnetico 2 La legge di Faraday-Neumann 3 Il verso della corrente indotta 4 L autoinduzione 5 La corrente alternata 6 Il trasformatore 7 Le onde elettromagnetiche 8 Lo spettro elettromagnetico LE FORMULE 549 ESERCIZI 549 Cariche in movimento 549 Calcolo della resistività 552 Calcolo dell intensità di corrente 552 Tre resistori in parallelo 557 Circuito con resistenze in serie e in parallelo 560 PROBLEMI GENERALI 564 TEST 566 XII SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 567 LE FORMULE 585 ESERCIZI 585 Il campo magnetico di un solenoide 589 Forza magnetica su un elettrone 591 PROBLEMI GENERALI 594 TEST 595 SEI PRONTO PER LA VERIFICA? 597 LA MAPPA DEI CONCETTI LE FORMULE ESERCIZI Una batteria invisibile Calcoli efficaci Un onda nell acqua PROBLEMI GENERALI TEST SEI PRONTO PER LA VERIFICA?