FISICAFISICA

LEGGI FISICHELEGGI FISICHERELAZIONI TRA GRANDEZZE FISICHE

POSSONO ESSERE GENERALI O PARTICOLARI (EMPIRICHE)

SEMPRE QUANTITATIVE!

GRANDEZZA FISICAGRANDEZZA FISICAQUALUNQUE COSA POSSA ESSERE MISURATA

misurazione = confronto quantitativo tra la grandezza e una omogenea presa come CAMPIONE di riferimento, detto UNITA DI MISURA (imparate a MEMORIA le 7 grandezze di base e le

relative unit del sistema internazionale)Es di grandezza generale: la MASSA

Es di grandezza particolare: la lunghezza del pennarello, ha valore pari a 12 cmIl valore della grandezza comprende un valore numerico(misura) e una unit di misura: G = m

u ovvero: m = G/u

In una misurazione possono verificarsi errori di misura, si definiscono i seguenti termini:VALORE VERO (VV), VALORE MISURATO,(VM), rappresenta una STIMA del VV)

ERRORE E = VM - VV, INCERTEZZA (I, rappresenta una stima di E)IL RISULTATO DI UNA MISURAZIONE DEVE COMPRENDERE un VM e una I , ad es. L(pennarello)=12(1) cm

RACCOMANDAZIONI X LO STUDIORACCOMANDAZIONI X LO STUDIO

PRIMA DEFINITE LE GRANDEZZE FISICHE

RACCONTATELE: DOVRESTE SAPERLE CONCETTUALMENTE MISURARE STIMARE

POI DESCRIVETE LE LEGGI CHE LE

RIGUARDANO RACCONTATELE: DOVREBBERO SORPRENDERE (ALMENO QUELLE PIU GENERALI)

RACCOMANDAZIONI X LO STUDIORACCOMANDAZIONI X LO STUDIO

TUTTAVIA:

MOLTE GRANDEZZE SONO DEFINITE A PARTIRE DA UNA LEGGE FISICA CHE NE RIGUARDA ALTRE:

Es. legge di Ohm: nei conduttori (ohmici) tensione applicata e intensit di corrente generata sono direttamente proporzionali ossia, per raddoppiare la corrente devo esattamente raddoppiare la tensione (e ci mi sorprende, legge di Ohm). In altre parole il loro RAPPORTO (il numero di volt necessario per generare un ampere di corrente) una CARATTERISTICA del conduttore specifico che non pu essere modificata senza modificare il conduttore. A tale rapporto caratteristico stato dato il nome di RESISTENZA ELETTRICA del conduttore (nuova grandezza) .

MECCANICAMECCANICAle leggi del motole leggi del moto

(domandatevi: esistono leggi generali che riguardano (domandatevi: esistono leggi generali che riguardano il moto dei corpi?)il moto dei corpi?)

Meccanica newtonianaMeccanica newtonianail mondo delle FORZEil mondo delle FORZE

LE GRANDEZZE DEL MOTO LE GRANDEZZE DEL MOTO CINEMATICHECINEMATICHE

VELOCITAVELOCITAINTENSITA

ORIENTAZIONE

GRANDEZZA GRANDEZZA VETTORIALEVETTORIALE

LO SPAZIO COMPRENDE 3 DIMENSIONI TRA LORO INDIPENDENTI (es. : posso spostarmi a destra senza andare in alto)

Si pu anche dire che le G V sono contraddistinte da 3 componenti o anche da una intensit e una orientazione (comprendente una direzione e un verso)

VELOCITAVELOCITA DI UN CORPO IN MOTODI UN CORPO IN MOTO1) 1) orientazioneorientazione (dove va)(dove va)

2) 2) intensitintensit (spostamento percorso nell(spostamento percorso nellunitunit di tempo, di tempo, ciocio in un solo secondo) in un solo secondo)

basta considerare un certo intervallo di tempo, poi dividere basta considerare un certo intervallo di tempo, poi dividere lo spostamento totale per il numero di secondi trascorsi lo spostamento totale per il numero di secondi trascorsi

(ottengo i metri percorsi in un secondo)(ottengo i metri percorsi in un secondo)in formule (solo per ricordarmi il modo di misurarla): in formule (solo per ricordarmi il modo di misurarla): v = s v = s

/t/t

precisazione: siccome allprecisazione: siccome allinterno di tale intervallo la interno di tale intervallo la velocitvelocit potrebbe cambiare, la precedente relazione potrebbe cambiare, la precedente relazione

definisce la velocitdefinisce la velocit MEDIA in quellMEDIA in quellintervallo considerato intervallo considerato (in modo analogo sono definite tutte le grandezze mediate (in modo analogo sono definite tutte le grandezze mediate in un intervallo di tempo). Considerando intervalli di tempo in un intervallo di tempo). Considerando intervalli di tempo

sempre pisempre pi piccoli, posso definire le corrispondenti piccoli, posso definire le corrispondenti grandezze ISTANTANEEgrandezze ISTANTANEE

EbbeneEbbene: NON ESISTONO LEGGI : NON ESISTONO LEGGI NATURALI (semplici) CHE NATURALI (semplici) CHE

RIGUARDANO LE VELOCITARIGUARDANO LE VELOCITA DEI DEI CORPI (ed CORPI (ed questa la ragione questa la ragione

che le leggi della meccanica sono che le leggi della meccanica sono state trovate relativamente state trovate relativamente

tarditardi = 1600 d.C.)= 1600 d.C.)

ESISTONO LEGGI ESISTONO LEGGI GENERALI CHE GENERALI CHE

RIGUARDANO RIGUARDANO IL MODO IL MODO IN CUI LE VELOCITAIN CUI LE VELOCITA

CAMBIANOCAMBIANO

La grandezza La grandezza ACCELERAZIONE descrive ACCELERAZIONE descrive

COME e QUANTOCOME e QUANTO--RAPIDAMENTE cambia la RAPIDAMENTE cambia la

velocitvelocit di un corpodi un corpo

LLACCELERAZIONE EACCELERAZIONE E UNA GRANDEZZA UNA GRANDEZZA VETTORIALEVETTORIALE

COME CAMBIACOME CAMBIAorientazione della accelerazione orientazione della accelerazione

Sono tre i modi in cui pu cambiare la velocit, a ognuno di questi corrisponde una orientazione per la accelerazione, vediamoli:

Primo modoPrimo modo

La velocit AUMENTA

Laccelerazione ha la stessa orientazione della velocit

Secondo modoSecondo modo

La velocit DIMINUISCE

Laccelerazione ha orientazione inversa rispetto alla velocit

Terzo modoTerzo modo

La velocit cambia solo di orientazione (il corpo compie una curva)

Laccelerazione ha orientazione perpendicolare alla velocit(accelerazione laterale o centripeta = verso il centro della curva descritta)

QUANTO CAMBIA RAPIDAMENTE QUANTO CAMBIA RAPIDAMENTE la velocitla velocit(intensit(intensit della accelerazione)della accelerazione)permette di confrontare i tre diversi tipi di permette di confrontare i tre diversi tipi di accelerazione! accelerazione!

1. A1 : basta dividere laumento ()della velocit per il tempo trascorso: a1 = v/t. Nel caso particolare che il corpo parta da fermo: a1=Vraggiunta/ tempo di accelerazione

2. A2: basta dividere la diminuzione (-) della velocit per il tempo durante il quale diminuita: a2 = - v/t. Nel caso particolare che il corpo si fermi: a2=Viniziale / tempo di arresto

3. A3: la rapidit con cui il corpo cambia direzione (gira) dipende direttamente da quanto intensa la sua velocit e inversamente da quanto larga la curva; in formule (da imparare a memoria): a3= v2/R

1. Per quanto detto, lintensit della accelerazione si esprime in metri al secondo (variazione della velocit) per ogni secondo (passato), cio in metri al secondo quadro: m s-2

2. Anche per laccelerazione si pu distinguere tra un valore medio o, al limite, un valore istantaneo

ORA DOVRESTE SAPER:ORA DOVRESTE SAPER:

1. RICONOSCERE SE UN CORPO ACCELERA2. RICONOSCERE CHE TIPO DI

ACCELERAZIONE HA3. VALUTARE (o per lo meno STIMARE lordine

di grandezza) LA SUA INTENSITA

ACCELERAZIONE DI ACCELERAZIONE DI GRAVITAGRAVITA

E possibile confrontare il valore trovato di ogni accelerazione con un valore sperimentato da ognuno tutti i giorni : quello della accelerazione di gravit:

Tutti i gravi, quando si possano trascurare le forze di resistenza dellaria (vento contrario) cadono verso il basso con una accelerazione (verso il basso, a1) pari a circa 10 (9,81) m/s2, ovvero un corpo in caduta

libera aumenta la sua velocit di caduta di 10 m/s ogni secondo!

LE LEGGI DELLA LE LEGGI DELLA MECCANICAMECCANICA

Un corpo non pu accelerare Un corpo non pu accelerare spontaneamente (ciospontaneamente (cio da solo),da solo),se un corpo accelera, allora ce se un corpo accelera, allora ce nn un altro (almeno uno) che un altro (almeno uno) che llha fatto accelerare (si dice che ha fatto accelerare (si dice che ha compiuto unha compiuto unazione sul primo) azione sul primo)

Provate, ora che sapete riconoscere un corpo che accelera, a individuare QUALE CORPO responsabile

di ogni accelerazione che immaginate

LA FORZA LA FORZA la grandezza la grandezza

(vettoriale) che (vettoriale) che quantifica questa azionequantifica questa azione

Quindi la forza ESERCITATA da un corpo su un altro (non una propriet di un corpo)

DEFINIZIONE DI FORZA E DEFINIZIONE DI FORZA E MASSA A PARTIRE DALLA MASSA A PARTIRE DALLA

ACCELERAZIONE ACCELERAZIONE PRODOTTAPRODOTTA

La definizione della forza e quella della massa seguono dalla cosiddetta seconda legge della dinamica ( una di quelle definizioni

che impossibile formulare prima della legge in cui compare, proprio come succede per la resistenza elettrica.)

FORZAFORZA

Ebbene, si scopre (ci mi sorprende: si sta parlando di una LEGGE) che laccelerazione prodotta da due azioni identiche (proprio) uguale al doppio dellaccelerazione prodotta da una sola delle due.

Quindi posso introdurre una grandezza (la forza) che, se viene raddoppiata, raddoppia anche laccelerazione prodotta, posso scrivere: a F

In generale, si verifica che la forza una grandezza vettoriale additiva, ossia laccelerazione prodotta da un sistema di forze pari allaccelerazione che sarebbe prodotta da ununica forza pari alla somma vettoriale di tutte le forze applicate (forza risultante)

MASSAMASSA

Inoltre, si scopre (anche ci mi sorprende) che laccelerazione prodotta da una forza su due corpi uguali legati insieme (esattamente) uguale alla META dellaccelerazione che la stessa forza (azione) produrrebbe su uno solo dei corpi.

Quindi posso introdurre, definire, una grandezza stavolta propria del corpo che sta accelerando, tale che, se viene raddoppiata, fa dimezzare laccelerazione prodotta (la massa, per questo detta anche inerzia o massa inerziale) posso scrivere: a 1/m

La massa , per quanto detto, una grandezza che si pu sommare (additiva)

Quindi, lQuindi, laccelerazione di un corpo dipende accelerazione di un corpo dipende sempre da due sole cose:sempre da due sole cose:

direttamente dalla forza che descrive direttamente dalla forza che descrive llazione compiuta su esso da un altro corpo,azione compiuta su esso da un altro corpo,

inversamente da una proprietinversamente da una propriet del corpo del corpo chiamata massa (inerziale).chiamata massa (inerziale).

Inoltre posso UTILIZZARE questa legge per Inoltre posso UTILIZZARE questa legge per calcolare una delle tre grandezze calcolare una delle tre grandezze

conoscendo le altre due:conoscendo le altre due:

a = F / ma = F / m

PRECISAZIONE : se un corpo non PRECISAZIONE : se un corpo non accelera non accelera non detto che non vi detto che non vi

siano applicate forze: siano applicate forze: possibile possibile (spesso (spesso coscos), che ve ne siano due ), che ve ne siano due o pio pi di due, ma BILANCIATE (ad es. di due, ma BILANCIATE (ad es.

due forze una opposta alldue forze una opposta allaltra).altra).

se a = 0 allora se a = 0 allora F = 0 (caso statico)F = 0 (caso statico)

LE UNITALE UNITA DI MISURA:DI MISURA:la massa si misura in kilogrammi la massa si misura in kilogrammi

(kg)(kg)llintensitintensit di una forza si misura in di una forza si misura in

newton (N) newton (N)

ATTRIBUTI DI UNA FORZAATTRIBUTI DI UNA FORZA

Una forza decritta da 4 attributi1. I due corpi interagenti: la forza descrive lazione compiuta (esercitata) da un corpo

su un altro (che la subisce) suggerisco di indicare la forza apponendo come pedice due lettere per il corpo che compie la forza e per quello che la subisce

2. Il punto di applicazione appartenente al corpo che subisce la forza (dove viene esercitata la forza), pu essere uno solo, una superficie o un intero volume

3. Lorientazione (direzione e verso)4. Lintensit

Tutte queste caratteristiche possono essere valutate, misurate oppure ci si pu chiedere da cosa esse dipendano (leggi di forze naturali, come la forza peso o le forze di attrito)

Infine, per ogni forza ci si pu chiedere quale sia la sua origine, se si tratta di una manifestazione particolare di una forza pi generale, anche considerando che in natura esistono solo 4 tipi di interazione fondamentali

LA FORZA PESO o di gravitLA FORZA PESO o di gravit

1) esercitata dalla Terra (il nostro pianeta) su tutti i gravi (corpi la cui distanza dalla superficie della Terra molto pi piccola rispetto al raggio della Terra) quindi P = FTG

2) Tutti i punti del corpo sono soggetti a tale forza, si dice che una forza di VOLUME, si pu determinare un CENTRO DI GRAVITA (baricentro) su cui pu essere pensata applicata la forza peso (azione a distanza e non di contatto)

3) Lorientazione: in ogni punto della superficie terrestre, quella diretta verso il centro di gravit della Terra, orientazione chiamata verticale comprendente i versi chiamati alto e basso. Il piano perpendicolare alla verticale si chiama p. orizzontale che individua la linea dellorizzonte.

4) Lintensit della forza peso dipende solo dalla massa (inerziale) del corpo(legge generale dovuta a Newton) essendo pari a (m) per (g) (g=9,81 m/s2 in media sulla superficie terrestre, aumentando con la latitudine e diminuendo con laltitudine)

Inoltre, opportuno ricordare che tale forza la manifestazione particolare della universale FORZA DI ATTRAZIONE GRAVITAZIONALE esistente tra tutti i corpi (nel caso della forza peso le due masse sono quelle della Terra e del grave)

CADUTA DEI GRAVICADUTA DEI GRAVI

Quando un corpo cade, soggetto alla forza peso, ma anche alla forza di resistenza dovuta allaria. Questa forza (vento contrario) aumenta con la velocit, quindi il corpo accelera come se soggetto alla sola forza peso solo quando il moto relativamente lento o in assenza di aria

In questo caso la sua accelerazione pu essere calcolata a partire dalla legge generale a = F /m, dove F lintensit della sola forza peso (m g). Perci si trova a = g per tutti i corpi (CADUTA LIBERA)

In tutti gli altri casi laccelerazione pari a g solo inizialmente, quando appunto la velocit relativamente piccola. Al crescere della velocit, aumenta la forza contraria fino a quando eguaglia la forza peso e stabilizza la velocit (annullando laccelerazione). Tale velocit prende il nome di VELOCITA DI DERIVA (o di sedimentazione nella omonima applicazione). Essa sar tanto minore quanto maggiore sar lintensit della forza resistente (come nel caso del paracadutista)

Se un corpo non cade da fermo, ma viene lanciato nel campo di gravit con una certa velocit iniziale, es orizzontale, la traiettoria descritta parabolica per il fatto che (in assenza di aria) la velocitorizzontale resta costante mentre quella verticale cambia secondo laccelerazione g.

ALTRE FORZE INTERESSANTIALTRE FORZE INTERESSANTI

Ogni forza lespressione di 4 interazioni fondamentali: Forza gravitazionale

Forza elettromagnetica

Forza nucleare forte

Forza nucleare debole