INDICE GENERALE CAPITOLO 1 METROLOGIA E CINEMATICA

INDICE GENERALE CAPITOLO 1 METROLOGIA E CINEMATICA 1.1 - MISURA DELLE GRANDEZZE FISICHE... 1 1.1.1 - Sistema Internazionale delle unità di misura... 1 1.1.2 - Notazione scientifica e ordine di grandezza... 2 1.1.3 - Cifre significative... 4 1.1.4 - Errori nelle misure... 6 1.1.5 - Propagazione dell incertezza... 7 1.2 CINEMATICA... 8 1.2.1 - Moto rettilineo uniforme... 8 1.2.2 - Moto con variazioni a gradino della velocità... 11 1.2.3 - Moto rettilineo uniformemente accelerato... 12 1.2.4 - Moto circolare uniforme... 14 1.2.5 - Velocità tangenziale e accelerazione centripeta... 15 CAPITOLO 2 STATICA 2.1 - EQUILIBRIO DEI CORPI APPOGGIATI E SOSPESI... 17 2.2 - EQUILIBRIO DEL CORPO APPOGGIATO SUL PIANO INCLINATO... 20 2.2.1 - Coefficiente d attrito... 21 2.2.2 - Angolo limite e coefficiente d attrito statico... 22 2.2.3 - Coefficiente d attrito dinamico... 22 2.2.4 - Coefficiente d attrito in funzione dell angolo d inclinazione... 22 2.2.5 - Forza d attrito in funzione dell angolo d inclinazione... 23 2.3 - TRAVE CON DUE APPOGGI... 25 2.3.1 - Momenti delle forze... 25 2.3.2 - Reazioni vincolari degli appoggi... 26 2.3.3 - Teorema dei momenti... 26 2.4 - TRAVE CON UNA CERNIERA... 28 2.4.1 - Leva di primo genere... 28 2.4.2 - Leva di secondo genere... 29 2.4.3 - Leva di terzo genere... 30 2.5 - SOLLECITAZIONE A TRAZIONE E A COMPRESSIONE... 31 2.5.1 - Sollecitazione a trazione... 31 2.5.2 - Sforzo tensile e stiramento... 31 2.5.3 - Sollecitazione a compressione... 33 2.6 - SOLLECITAZIONE A FLESSIONE... 34 2.6.1 - Momento quadratico di una superficie... 34 2.6.2 - Sforzo tensile determinato dalla flessione... 36 2.6.3 - Sforzo tensile dell osso sottoposto a flessione... 37 2.6.4 - Diagramma del momento flettente... 37 2.7 - SOLLECITAZIONE A TORSIONE... 39 2.7.1 - Momento quadratico polare... 39 2.7.2 - Sforzo tensile determinato dalla torsione... 40 CAPITOLO 3 LEGGI DI NEWTON E CONSERVAZIONE DELL ENERGIA 3.1 - LEGGI DI NEWTON... 43 3.1.1 - Prima legge di Newton... 43 3.1.2 - Seconda legge di Newton... 45

3.1.3 - Terza legge di Newton... 47 3.1.4 - Leggi di Newton applicate a un sistema di due masse... 48 3.1.5 - Variazioni a gradino della forza motrice e moto vario... 49 3.1.6 - Seconda legge di Newton applicata al moto circolare uniforme... 51 3.1.7 - Seconda legge di Newton applicata al moto dei satelliti... 52 3.1.8 - Seconda legge di Newton applicata al pendolo... 54 3.1.9 - Seconda legge di Newton applicata al sistema massa-molla... 55 3.2 - BILANCIO ENERGETICO... 56 3.2.1 - Bilancio energetico nel moto uniformemente accelerato... 56 3.2.2 - Potenza meccanica sviluppata dal motore... 57 3.2.3 - Bilancio energetico nel moto uniforme... 58 3.2.4 - Bilancio energetico nel moto uniformemente decelerato... 59 3.2.5 - Energia potenziale... 60 3.2.6 - Bilancio energetico per una massa in moto sul piano inclinato... 60 3.2.7 - Bilancio energetico per una massa in caduta libera o lanciata verso l alto... 63 CAPITOLO 4 MECCANICA DEI FLUIDI 4.1 - PRINCIPIO DI ARCHIMEDE... 65 4.1.1 - Corpo che galleggia... 65 4.1.2 - Rapporto d immersione... 66 4.1.3 - Corpo cavo che galleggia... 67 4.1.4 - Corpo che affonda... 68 4.2 - CONSERVAZIONE DELL ENERGIA PER I FLUIDI... 69 4.2.1 - Pressione assoluta e pressione relativa... 69 4.2.2 - Energia specifica... 70 4.2.3 - Equazione di continuità... 71 4.2.4 - Conservazione dell energia per i liquidi... 72 4.2.5 - Condotta a sezione costante in pendenza... 72 4.2.6 - Condotta orizzontale con riduzione della sezione... 73 4.2.7 - Stenosi dell arteria... 74 4.2.8 - Aneurisma dell arteria... 75 4.2.9 - Legge di Stevin... 75 4.3 - LEGGE DI LAPLACE E LEGGE DI POISEUILLE... 76 4.3.1 - Legge di Laplace per cavità con pareti elastiche... 76 4.3.2 - Dilatazione del cuore... 78 4.3.3 Minzione... 78 4.3.4 - Legge di Laplace per le arterie... 78 4.3.5 - Legge di Poiseuille... 78 4.3.6 - Circolo sistemico a riposo e sotto sforzo... 79 4.3.7 - Resistenza idraulica e raggio delle arterie... 80 4.3.8 - Raggio equivalente del circolo sistemico... 81 4.3.9 - Potenza della cuore... 82 4.3.10 - Meccanica respiratoria e compliance polmonare... 83 4.3.11 - Respirazione naturale... 84 4.3.12 - Respirazione forzata... 85 4.3.13 - Pressione intrapleurica... 86 4.3.14 - Tensione superficiale... 86 4.3.15 Capillarità... 87 4.3.16 - Embolia gassosa... 89 CAPITOLO 5 TERMOLOGIA 5.1 - TEMPERATURA... 93 5.1.1 - Temperatura e velocità quadratica media... 93 5.1.2 - Scale termometriche... 94 5.2 - DILATAZIONE TERMICA... 96

5.2.1 - Dilatazione lineare... 96 5.2.2 - Dilatazione volumica... 96 5.2.3 - Comportamento anomalo dell acqua... 97 5.3 - CALORE SENSIBILE E CALORE LATENTE... 98 5.3.1 - Calore specifico... 98 5.3.2 - Calore sensibile... 99 5.3.3 - Equilibrio termico... 99 5.3.4 - Calore latente... 100 CAPITOLO 6 TRASMISSIONE DEL CALORE 6.1 - POTENZA TERMICA E RESISTENZA TERMICA... 103 6.2 CONDUZIONE... 103 6.3 CONVEZIONE... 105 6.4 IRRAGGIAMENTO... 106 6.5 - BILANCIO ENERGETICO DEL CORPO UMANO... 107 6.5.1 - Potenza metabolica... 107 6.5.2 - Potenza basale... 107 6.5.3 - Relazione tra potenza meccanica e potenza metabolica... 108 6.5.4 - Equilibrio termico del corpo umano... 112 6.5.5 Psicrometria... 113 6.5.6 - Pressione di saturazione... 114 6.5.7 - Densità di saturazione... 114 6.5.8 - Umidità specifica... 115 6.5.9 - Umidità relativa... 115 6.5.10 - Potenza termica dissipabile attraverso l evaporazione del sudore... 115 CAPITOLO 7 PRIMO E SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 7.1 - TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE... 117 7.1.1 - Equazione di stato... 117 7.1.2 - Densità del gas... 117 7.1.3 - Trasformazione isocora... 118 7.1.4 - Trasformazione isobara... 119 7.1.5 - Trasformazione isoterma... 121 7.1.6 - Trasformazione adiabatica... 122 7.2 - PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA... 123 7.3 - SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA... 125 7.3.1 - Rendimento ed efficienza... 126 7.3.2 - Consumo di combustibile... 126 7.3.3 - Consumo specifico di combustibile... 127 7.3.4 - Consumo di combustibile riferito all unità di tempo... 127 7.3.5 Entropia... 128 7.3.6 - Variazioni di entropia nel processo di fusione del ghiaccio... 129 7.3.7 - Variazioni di entropia nel processo di solidificazione dell acqua... 130 7.3.8 - Variazioni di entropia di due corpi messi a contatto... 131 CAPITOLO 8 CIRCUITO ELETTRICO 8. 1 - INTENSITÀ DI CORRENTE ELETTRICA... 135 1.1.1 - Corrente e densità di corrente... 136 8.2 - DIFFERENZA DI POTENZIALE TRA I MORSETTI DEL GENERATORE ELETTRICO... 137 8.2.1 - D.d.p tra i morsetti del generatore nel funzionamento a vuoto... 138 8.2.2 - D.d.p tra i morsetti del generatore nel funzionamento sotto carico... 139 8.2.3 - Caduta di tensione da vuoto a carico... 139 8.2.4 - Bilancio energetico del circuito... 139 8.2.5 - Rendimento del generatore elettrico... 140

8.3 - LEGGE DI OHM... 140 8.3.1 - Massima potenza dissipabile dal resistore... 141 8.3.2 - Potenza dissipata dal resistore... 141 8.3.3 - Resistività di un conduttore... 142 8.4 - COLLEGAMENTO IN SERIE E IN PARALLELO DEI RESISTORI... 143 8.4.1 - Collegamento in serie dei resistori... 143 8.4.2 - Regolazione reostatica della corrente... 145 8.4.3 - Sistema costituito da generatore, linea e carico... 146 8.4.4 - Collegamento in parallelo dei resistori... 148 8.4.5 - Sistema costituito da generatore, linea e due carichi in parallelo... 149 8.5 - EFFETTI DELLA CORRENTE SUL CORPO UMANO... 151 8.5.1 - Tetanizzazione e fibrillazione ventricolare... 151 8.5.2 - Tensione di rete... 151 8.5.3 - Contatto diretto... 152 8.5.4 - Soglia di rilascio e soglia di pericolosità... 153 8.5.5 - Tempo di contatto massimo ammissibile... 153 8.5.6 - Resistenza del corpo umano... 153 8.5.7 - Interruttore differenziale... 154 CAPITOLO 9 CAMPO ELETTRICO 9.1 - CAMPO ELETTRICO RADIALE... 155 9.1.1 - Legge di Coulomb... 157 9.1.2 - Dipolo elettrico... 157 9.2 - CAMPO ELETTRICO UNIFORME... 158 9.2.1 - Capacità del condensatore... 159 9.2.2 - Relazione tra campo elettrico e differenza di potenziale... 160 9.2.3 - Relazione tra campo elettrico e densità di carica... 161 9.2.4 - Relazione tra campo elettrico e densità di energia... 161 9.3 - POLARIZZAZIONE DEL DIELETTRICO... 163 9.4 - CIRCUITI CON CONDENSATORI... 165 9.4.1 - Collegamento in serie dei condensatori... 165 9.4.2 - Condensatore con due dielettrici tra le armature... 167 9.4.3 - Condensatori collegati in parallelo... 168 9.4.4 - Collegamenti misti serie-parallelo... 169 9.5 - ENERGIA POTENZIALE DELLE CARICHE ELETTRICHE... 170 9.5.1 - Energia potenziale di due cariche elettriche... 170 9.5.2 - Energia potenziale di tre cariche elettriche... 171 9.6 - ENERGIA IMMAGAZZINATA SOTTO FORMA DI CAMPO ELETTRICO... 173 CAPITOLO 10 CAMPO MAGNETICO 10.1 - CAMPO MAGNETICO... 177 10.2 - CIRCUITO MAGNETICO... 178 10.2.1 - Riluttanza totale del circuito magnetico... 179 10.2.2 - Legge di Hopkinson... 180 10.3 - CAMPI MAGNETICI CREATI DAI CIRCUITI PERCORSI DA CORRENTE... 181 10.3.1 - Campo magnetico creato dal conduttore rettilineo... 181 10.3.2 - Campo magnetico creato dalla spira... 182 10.3.3 - Campo magnetico creato dal solenoide... 183 10.3.4 - Flusso magnetico concatenato con il solenoide... 184 10.3.5 - Induttanza del solenoide... 184 10.4 - ENERGIA IMMAGAZZINATA SOTTO FORMA DI CAMPO MAGNETICO... 185 10.5 - RELAZIONE TRA INDUZIONE MAGNETICA E DENSITÀ DI ENERGIA... 187 10.6 - FORZE AGENTI SUI CONDUTTORI PERCORSI DA CORRENTE ED IMMERSI NEL CAMPO MAGNETICO... 188 10.6.1 - Forza magnetoelettrica... 188

10.6.2 - Momento torcente magnetoelettrico... 189 10.6.3 - Forze elettrodinamiche... 191 10.7 - INDUZIONE ELETTROMAGNETICA... 192 10.7.1 - Flusso concatenato con la spira in rotazione... 192 10.7.2 - Differenza di potenziale indotta nella spira in rotazione... 193 10.7.3 - Legge di Faraday-Neumann-Lenz... 193 10.7.4 - Trasformazione di potenza meccanica in potenza elettrica... 194 CAPITOLO 11 ONDE 11.1 - OTTICA GEOMETRICA... 197 11.1.1 Riflessione... 197 11.1.2 - Indice di rifrazione... 197 11.1.3 - Rifrazione con allontanamento dalla normale... 198 11.1.4 - Rifrazione con avvicinamento alla normale... 200 11.1.5 - Diottro piano... 201 11.1.6 - Diottro sferico... 202 11.1.7 - L occhio... 204 11.1.8 Ametropie... 205 11.1.9 - Le lenti... 206 11.1.10 - Lente convergente... 208 11.1.11 - Il cristallino... 210 11.1.12 - Lente divergente... 210 11.2 - OTTICA FISICA... 211 11.2.1 Interferenza... 212 11.2.2 Diffrazione... 216 11.3 - RAGGI X... 218 11.3.1 - Produzione dei raggi X... 218 11.3.2 - Assorbimento dei raggi X... 222 11.4 - ONDE ACUSTICHE... 224 11.4.1 - Vibrazione delle molecole e propagazione del suono... 224 11.4.2 - Intensità sonora... 226 11.4.3 - Soglia di udibilità e soglia del dolore... 227 11.4.4 - Frequenze del suono e note musicali... 229