Fisica Main Training 2016-2017 Lorenzo Manganaro
1. Campo magnetico e Forza di Lorentz 2. Campo magnetico e corrente elettrica 3. Induzione elettromagnetica 4. Applicazioni
30 25 20 Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina 15 10 5 0 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
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
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)
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]
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
Sistema fisico Campo magnetico (gauss, G) Campo magnetico (tesla, T) Terra 0.50 5. 10-5 Magnete permanente 100 10-2 Risonanza magnetica clinica (basso campo) Risonanza magnetica clinica (alto campo) Risonanza magnetica per ricerca (alto campo) Massimo campo magnetico ottenuto artificialmente 2000 0.2 30000 3 2.1. 10 5 21 3.7. 10 5 37
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
Acceleratore di particelle (usato, per esempio, per la produzione di radionuclidi ad uso medico o per radioterapia)
La corrente elettrica sono cariche in moto in un filo In presenza di un campo magnetico:!!! F = I l B ( Legge di Laplace)
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
Due fili percorsi da corrente interagiscono!
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
Γ = µ 0 I
Teorema di Ampère! Γ = µ 0 I interne Analogo al teorema di Gauss per il campo elettrico!
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
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
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
Capitolo 15: paragrafi 15.1 15.8 Capitolo 2.15 Magnetismo F13A (+ F13A1)