INDICE INTRODUZIONE 11 SUGGERIMENTI PER AFFRONTARE LA PROVA A TEST 13 Bando di concorso e informazioni sulla selezione...13 Regolamento e istruzioni per lo svolgimento della prova...13 Domande a risposta multipla...14 Valore dei quesiti e gestione del tempo a disposizione...15 Scelta casuale della risposta nei quesiti che non si sanno risolvere...15 Scheda per le risposte e correzioni...16 INDICAZIONI PER I PARTECIPANTI AI CORSI ALPHA TEST 19 1 SCALARI E VETTORI...21 1.1 Grandezze scalari...21 1.1.1 Sistema internazionale delle unità di misura...21 1.1.2 Unità di misura: multipli e sottomultipli...22 1.1.3 Notazione scientifica o esponenziale...22 1.1.4 Ordine di grandezza...22 1.2 Grandezze vettoriali...24 1.2.1 Multipli di un vettore...25 1.2.2 Somma e differenza fra vettori...25 1.2.3 Scomposizione di un vettore...26 1.2.4 Prodotti tra vettori...28 1.3 Errori di misura...31 1.3.1 Errore assoluto, relativo e percentuale...31 1.3.2 Cifre significative...32 1.3.3 Propagazione degli errori...32 2 CINEMATICA...39 2.1 Sistemi di riferimento...39 2.2 Grandezze cinematiche...39 2.2.1 Spostamento...39 2.2.2 Velocità...40 2.2.3 Accelerazione...41 ALPHA TEST INDICE 5
2.3 Moti particolari...43 2.3.1 Moto rettilineo uniforme...44 2.3.2 Moto rettilineo uniformemente accelerato...44 2.3.3 Moto di caduta dei gravi...46 2.3.4 Moto circolare uniforme...48 2.3.5 Moto oscillatorio armonico...50 3 ANALISI DIMENSIONALE...57 3.1 Dimensioni di una grandezza fisica...57 3.2 Regole per l analisi dimensionale...58 4 DINAMICA...63 4.1 Sistemi inerziali e principio di relatività galileiana...63 4.2 Concetto di forza e leggi della dinamica...64 4.2.1 Prima legge di Newton (legge d inerzia)...64 4.2.2 Seconda legge di Newton...64 4.2.3 Quantità di moto...66 4.2.4 Terza legge di Newton (principio di azione e reazione)...66 4.3 Legge di gravitazione universale...69 4.4 Forza peso...69 4.5 Densità e peso specifico...70 4.6 Momento di una forza...71 4.6.1 Coppia di forze...72 4.7 Baricentro...73 4.8 Equilibrio...73 4.9 Macchine...74 4.9.1 Leve...74 4.9.2 Carrucole...75 4.9.3 Piano inclinato...75 4.10 Momento angolare rispetto a un punto...76 4.11 Forze elastiche e moto armonico...77 4.11.1 La molla e il pendolo semplice...78 4.11.2 Legge oraria del moto armonico...78 4.11.3 Grandezze caratteristiche del moto oscillatorio di molla e pendolo...79 4.12 Forza di attrito...79 5 LAVORO ED ENERGIA...89 5.1 Lavoro di una forza...89 5.2 Potenza...90 5.3 Energia meccanica...91 5.3.1 Energia cinetica...91 5.3.2 Energia potenziale...91 5.3.3 Conservazione dell energia meccanica totale...93 5.3.4 Applicazione: moto del pendolo...93 5.4 Urti...95 6 INDICE ALPHA TEST
6 STATI DI AGGREGAZIONE...101 6.1 Funzioni di stato...101 6.1.1 Pressione...101 6.1.2 Volume...102 6.1.3 Temperatura...102 6.1.4 Dilatazione termica...103 6.2 Passaggi di stato...105 6.3 Stato gassoso...106 6.3.1 Gas perfetti...106 6.3.2 Cenni di teoria cinetica dei gas...108 6.3.3 Gas reali...108 6.4 Stato liquido...109 6.4.1 Evaporazione ed ebollizione...109 6.4.2 Tensione superficiale...110 6.4.3 Capillarità...110 6.5 Stato solido...111 7 MECCANICA DEI FLUIDI...117 7.1 Legge di Pascal...117 7.2 Legge di Stevino...117 7.2.1 Principio dei vasi comunicanti...118 7.3 Principio di Archimede...118 7.4 Cenni di fluidodinamica...119 7.4.1 Teorema di Torricelli...119 7.4.2 Portata di un condotto...119 7.4.3 Teorema di Bernoulli...120 7.5 Fluidi reali...120 8 CALORIMETRIA E TERMODINAMICA...127 8.1 Calore...127 8.1.1 Principio di equivalenza tra calore e lavoro...127 8.1.2 Propagazione del calore...128 8.2 Calore specifico e capacità termica...128 8.2.1 Equilibrio termico...129 8.3 Sistema termodinamico e funzioni di stato...130 8.3.1 Trasformazioni termodinamiche...130 8.3.2 Rappresentazione nel piano PV...131 8.4 Primo principio della termodinamica...132 8.4.1 Rendimento di una macchina termica...133 8.4.2 Ciclo di Carnot...134 8.4.3 Trasformazioni reversibili e irreversibili...134 8.4.4 Entropia e moto perpetuo...134 8.5 Secondo principio della termodinamica...135 ALPHA TEST INDICE 7
9 ONDE...143 9.1 Classificazione delle onde esistenti in natura...143 9.2 Caratteristiche di un onda...144 9.2.1 Fase di un onda...145 9.2.2 Fronti d onda...145 9.2.3 Intensità di un onda...146 9.3 Fenomeni tipicamente ondulatori...147 9.3.1 Riflessione e rifrazione...147 9.3.2 Riflessione totale...148 9.3.3 Diffusione...148 9.3.4 Diffrazione...149 9.3.5 Interferenza...149 9.3.6 Dispersione...150 9.4 Onde sonore...150 9.4.1 Caratteri distintivi del suono...151 9.4.2 Il fenomeno dell eco...151 9.4.3 Risonanza...152 9.5 Onde elettromagnetiche...152 9.5.1 Classificazione delle onde elettromagnetiche...153 9.5.2 Intensità luminosa e intensità di illuminazione...154 10 ELETTROSTATICA...161 10.1 Carica elettrica e legge di Coulomb...161 10.1.1 Costante dielettrica...162 10.1.2 Analogie e differenze con la legge di gravitazione universale.163 10.2 Campo elettrico...163 10.2.1 Linee di forza del campo elettrico...164 10.3 Energia potenziale elettrica...165 10.3.1 potenziale elettrico...165 10.3.2 Differenza di potenziale...166 10.3.3 relazione tra potenziale e campo elettrico...167 10.4 Teorema di Gauss...167 10.5 Capacità di un conduttore...168 10.5.1 Condensatore...168 10.5.2 Lavoro di carica di un condensatore ed elettronvolt...169 10.5.3 Quantizzazione della carica elettrica...169 11 CORRENTE ELETTRICA...175 11.1 Intensità di corrente...175 11.2 Leggi di Ohm...176 11.2.1 Prima legge di Ohm...176 11.2.2 Seconda legge di Ohm...176 11.3 Effetto Joule...177 11.4 Circuiti elettrici...177 11.4.1 Resistenze e condensatori in serie e in parallelo...178 11.4.2 Analisi dei circuiti elettrici...179 11.5 Corrente elettrica nei liquidi e nei gas...180 8 INDICE ALPHA TEST
12 MAGNETISMO...189 12.1 Campo magnetico...189 12.1.1 Vettore induzione magnetica...190 12.1.2 Forza di Lorentz...190 12.1.3 Campo magnetico generato dalla corrente elettrica...192 12.1.4 Interazione tra due fili percorsi da corrente...193 12.1.5 Spira e solenoide...193 12.2 Induzione elettromagnetica...195 12.2.1 Leggi dell induzione elettromagnetica...195 12.2.2 Correnti di Foucault...196 12.2.3 Induttanza e autoinduzione...196 12.3 Correnti alternate...197 12.3.1 Valori efficaci...197 12.3.2 Circuiti in corrente alternata...197 12.4 Macchine elettriche e trasformatori...198 13 APPROFONDIMENTI...205 13.1 Composizione di moti uniformi con moti accelerati...205 13.2 Leggi di Keplero...205 13.3 Temperatura critica e isoterme dei gas reali...206 13.4 Effetto Doppler...207 13.5 Proprietà magnetiche della materia...207 13.5.1 Sostanze diamagnetiche...207 13.5.2 Sostanze paramagnetiche...208 13.5.3 Sostanze ferromagnetiche...208 13.6 Cenni di fisica nucleare...208 13.6.1 Decadimenti radioattivi...208 13.6.2 Reazioni nucleari...210 13.6.3 Classificazione delle forze esistenti in natura...210 APPENDICI...211 ALPHA TEST INDICE 9