indice - static.zanichelli.itstatic.zanichelli.it/catalogo/assets/9788808721280_02_IND.pdf ·...

V

La misura deLLe grandezze fisiche1

1 La fisica e il mondo 2

2 Le unità di misura e il Sistema Internazionale 4

TECNOLOGIA L’importanza della conversione 6

3 La misura di spazi e tempi 8

4 La misura della massa 12

mATEmATICA Le potenze di 10 14

5 La densità di una sostanza 16

Video Determinazione della densità di un materiale

mATEmATICA Le formule inverse 18

6 La notazione scientifica 20

mATEmATICA L’arrotondamento

di un numero decimale 22

7 L’incertezza di una misura 24

LAbOrATOrIO Gli strumenti di misura 26

8 Cifre significative ed errori sulle misure indirette 28

LAbOrATOrIO La deviazione standard 30

Esperimenti 32

Video Misura dell’accelerazione di gravità

Video Misura del periodo di un pendolo

In sintesi 34

Per risolvere i problemi 36

Problemi 38

Allenamento per la verifica 42

La rappresentazione di dati e fenomeni2

1 Le rappresentazioni di un fenomeno 44

mATEmATICA Le funzioni 46

2 I grafici cartesiani 48

3 Grafici a torta e istogrammi 52

LAbOrATOrIO I grafici con Excel 54

4 Proporzionalità diretta e correlazione lineare 56

mATEmATICA Le proporzioni 58

5 Altre relazioni matematiche 60

6 Grafici ed errori 64

LAbOrATOrIO La linea di tendenza 66

Esperimenti 68

Video Correlazione tra altitudine e pressione

In sintesi 70


Problemi 74


indice

VI

i vettori e Le forze3

1 Gli spostamenti e i vettori 78

Animazione Che cos’è un vettore

2 Operazioni con i vettori 80

Animazione Come si sommano i vettori

mATEmATICA Il coseno di un angolo 82

3 La scomposizione di un vettore 84

Animazione La scomposizione di un vettore

4 Le forze 88

Video Le forze fondamentali (PSSC)

Video L’azione a distanza (PSSC)

5 Gli allungamenti elastici 92

Video Il comportamento elastico di una molla

LAbOrATOrIO I dinamometri 94

6 Le operazioni sulle forze 96

7 Le forze di attrito 100

TECNOLOGIA La ricerca della forma perfetta 102

Esperimenti 104

Video Gli assi dello smartphone

In sintesi 106


Problemi 110


L’equiLibrio dei corpi soLidi4

1 L’equilibrio di un corpo 114

2 L’equilibrio e l’attrito 118

3 Il momento di una forza 122

TECNOLOGIA La bicicletta 124

4 Le coppie di forze 126

TECNOLOGIA Il freno a disco 128

5 Le macchine semplici 130

6 Il baricentro 134

Esperimenti 138

Video Il piano inclinato

In sintesi 140


Problemi 144


indice

indice

VII

L’equiLibrio dei fLuidi

5

1 La pressione 150

2 La pressione nei liquidi 154

spOrT Le orecchie del sub 156

3 Il principio di Pascal 158

Animazione Il principio di Pascal

TECNOLOGIA Il circuito idraulico 160

4 I vasi comunicanti 162

Animazione I vasi comunicanti

Animazione La legge di Stevin

TECNOLOGIA La torre piezometrica 164

5 La pressione atmosferica 166

TECNOLOGIA Barometri e manometri 168

6 La spinta di Archimede 170

Video La legge di Archimede

TECNOLOGIA Il sommergibile, la nave e l’aerostato 172

Esperimenti 174

Video La taratura del barometro

In sintesi 176

In 3 minuti La pressione


Problemi 180


iL moto rettiLineo

6

1 Lo studio del moto 184

TECNOLOGIA Come fa il GPS a calcolare

lo spazio percorso? 186

2 La velocità 188

3 Il moto rettilineo uniforme 192

Animazione Il moto rettilineo uniforme e la velocità

Video Il moto rettilineo uniforme

4 L’accelerazione 196

Animazione L’accelerazione

spOrT Nel calcio conta di più la velocità

o l’accelerazione? 198

5 Il moto rettilineo uniformemente accelerato 200

Video Il moto rettilineo uniformemente accelerato

Animazione Il moto uniformemente accelerato

Animazione La legge oraria del moto

uniformemente accelerato

6 Leggi orarie e grafici 204

Esperimenti 208

Video Il moto rettilineo uniforme

In sintesi 210

In 3 minuti La velocità

In 3 minuti L’accelerazione


Problemi 214


VIII

iL moto neL piano

7

1 Il moto circolare uniforme 220

2 La velocità angolare 224

3 Il moto armonico 228

Video Moto armonico semplice (PSSC)

Video Moto circolare e moto armonico (PSSC)

TECNOLOGIA Frequenza propria e risonanza 230

4 Il moto parabolico 232

5 La composizione dei moti 236

Esperimenti 240

Video La giostra

In sintesi 242


Problemi 246


i princìpi deLLa dinamica

8

1 Il primo principio della dinamica 250

Animazione Il primo principio della dinamica

Video La prima legge di Newton (ESA)

Video Il disco a ghiaccio secco (PSSC)

Video La legge di inerzia (PSSC)

2 Il secondo principio della dinamica 252

Animazione Il secondo principio della dinamica

Video La seconda legge di Newton (ESA)

Video Forza e moto accelerato (PSSC)

Video L’accelerazione è proporzionale alla forza (PSSC)

3 Il terzo principio della dinamica 256

Animazione Il terzo principio della dinamica

Video La terza legge di Newton (ESA)

sTOrIA Galileo, Newton, Einstein 258

4 Alcune applicazioni dei tre princìpi 260

5 Il moto oscillatorio 264

6 Le forze apparenti 268

Video Forze apparenti (PSSC)

Video Cinematica e dinamica (PSSC)

Video Il periodo del moto armonico (PSSC)

TECNOLOGIA La G–Force 270

7 La forza gravitazionale 272

Video L’esperimento di Cavendish (PSSC)

8 Il moto dei satelliti 276

Esperimenti 280

Video La G–Force

In sintesi 282In 3 minuti La forzaIn 3 minuti F = m . a In 3 minuti La legge della gravitazione universale


Problemi 286


indice

indice

IX

energia e Lavoro

9

1 Il lavoro 290

Animazione Il lavoro

2 La potenza 294

3 L’energia cinetica 298

TECNOLOGIA Lo spazio di arresto di un veicolo 300

4 L’energia potenziale 302

5 Lavoro ed energia nei corpi elastici 306

spOrT L’importanza della rigidità 308

6 I mille volti dell’energia 310

AmbIENTE L’energia dell’acqua 312

Esperimenti 313

In sintesi 314

In 3 minuti Il lavoro

In 3 minuti La potenza

In 3 minuti L’energia cinetica

In 3 minuti L’energia potenziale della forza-peso

In 3 minuti Il teorema dell’energia cinetica


Problemi 318


i princìpi di conservazione

10

1 L’energia meccanica 322

Video La conservazione dell’energia meccanica

Animazione La conservazione dell’energia meccanica

spOrT Il saltatore con l’asta 324

2 Quando l’energia meccanica non si conserva 326

Video Energia meccanica e termica (PSSC)

TECNOLOGIA Le montagne russe 328

3 La conservazione della quantità di moto 330

TECNOLOGIA Il rinculo di un’arma 332

4 La conservazione del momento angolare 334

spOrT Tuffatori, satelliti e gatti che cadono 336

5 La conservazione dell’energia nei fluidi 338

Esperimenti 342

Video L’accelerazione angolare

In sintesi 344

In 3 minuti La quantità di moto


Problemi 348


X

caLore e temperatura

1 La misura della temperatura 352

Video La materia e lo spazio (ESA)

Animazione La scala come Celsius

2 La dilatazione termica 356

AmbIENTE Il lago ghiacciato 358

3 La legge fondamentale della termologia 360

4 I cambiamenti di stato 364

Video Temperatura e passaggi di stato

spOrT La sudorazione 366

5 La propagazione del calore 368

Video Il moto browniano e l’energia (PSSC)

Video Modi per trasferire l’energia (PSSC)

Video Energia in transito (PSSC)

AmbIENTE Il riscaldamento domestico 370

Esperimenti 372

Video Temperatura e radiazione luminosa

In sintesi 374

In 3 minuti La temperatura


Problemi 378


11

La termodinamica

1 L’equilibrio dei gas 382

TECNOLOGIA Il compressore 384

2 Legami tra volume, temperatura e pressione 386

sTOrIA Il foglio Excel di Boyle 388

3 La scala Kelvin e l’equazione dei gas perfetti 390

TECNOLOGIA Il metro cubo più freddo dell'Universo 392

4 La teoria cinetica dei gas 394

Video Esperimenti con i gas (PSSC)

Video Temperatura ed energia cinetica (PSSC)

sTOrIA L’inafferrabile fluido calorico 396

5 Trasformazioni e cicli termodinamici 398

6 Il primo principio della termodinamica 402

7 Le macchine termiche 406

AmbIENTE Il motore quattro tempi 408

8 Il secondo principio della termodinamica 410

Video L’esperimento di Bruno Ferretti (PSSC)

Video Prove di controllo e conclusioni (PSSC)

Video Fenomeni reversibili e irreversibili (PSSC)

Video Il verso del tempo (PSSC)

In sintesi 412

In 3 minuti Il primo principio della termodinamica


Problemi 416


12

indice

indice

XI

iL suono La Luce

Le caratteristiche delle onde 420

Riflessione e rifrazione 420

Onde e sorgenti sonore 420

Riflessione del suono 421

La propagazione della luce 422

La riflessione della luce 422

Immagine formata da uno specchio 423

La rifrazione della luce 424

Lenti convergenti 424

Lenti divergenti 425

sTOrIA Roemer e la velocità della luce 426

Problemi 426

iL suono

1 Le onde

2 La propagazione delle ondeAmbIENTE Lo tsunami

3 Le onde sonoreTECNOLOGIA Gli ultrasuoni

4 L’intensità dei suoniTECNOLOGIA Altezza, intensità, timbro

5 L’effetto Doppler

Esperimenti

In sintesi

Per risolvere i problemi

Problemi

Allenamento per la verifica

13 14

13

La Luce

1 La natura della luce

2 La propagazione della luce

3 La riflessione della lucesTOrIA Roemer e la velocità della luce

4 La riflessione sugli specchi curvi

5 La rifrazione della luce

6 La riflessione totaleTECNOLOGIA La trasmissione dei dati

7 Le lentiTECNOLOGIA Le lenti per la miopia

Esperimenti

In sintesi


Problemi


14

XI

La versione completa delle unità 13 e 14 è disponibile nell’eBook.

XII

fenomeni eLettrostatici

1 Le cariche elettriche 428

Video L’esperimento di Geiger e Marsden (PSSC)

Video L’intuizione di Rutherford (PSSC)

2 La legge di Coulomb 430

Video La forza di Coulomb (PSSC)

Video Dipendenza della forza dalla distanza (PSSC)

Video Dipendenza della forza dalle cariche (PSSC)

Video Gli effetti elettrici in una sfera cava (PSSC)

Video La gabbia di Faraday (PSSC)

Video Dall’analisi degli urti alla forza (PSSC)

Video La struttura dell’atomo (PSSC)

TECNOLOGIA La gabbia di Faraday 432

3 Il campo elettrico 434

4 Diversi tipi di campo elettrico 438

TECNOLOGIA Il moto di una carica 440

5 La differenza di potenziale 442

6 I condensatori 446

Video Lastre cariche piane e parallele (PSSC)

Video La forza elettrica tra due lastre (PSSC)

Video L’esperimento di Millikan (PSSC)

Video Le prime misurazioni (PSSC)

Video L’analisi dei dati (PSSC)

TECNOLOGIA Il touch screen 448

Esperimenti 450

Video Lo schermo misterioso

In sintesi 452

In 3 minuti La legge di Coulomb

In 3 minuti Il campo elettrico

In 3 minuti La differenza di potenziale elettrico


Problemi 456


15

La corrente eLettrica continua

1 La corrente elettrica 460

TECNOLOGIA La battaglia delle correnti 462

2 Le leggi di Ohm 464

3 La potenza nei circuiti elettrici 468

TECNOLOGIA L’elettricità e il corpo umano 470

4 Resistività e temperatura 472

TECNOLOGIA I superconduttori 474

5 L’effetto termico della corrente 476

AmbIENTE Le lampadine 478

Esperimenti 480

Video Quanta corrente assorbe il tuo smartphone?

In sintesi 482

In 3 minuti Le leggi di Ohm


Problemi 486


16

indice

indice

XIII

iL campo magnetico

18

1 Fenomeni magnetici 520

2 Calcolo del campo magnetico 522

3 Il campo magnetico nella materia 526

4 Forze su conduttori percorsi da corrente 528

TECNOLOGIA Il motore in corrente continua 530

5 La forza di Lorentz 532

TECNOLOGIA Lo spettrometro di massa 534

Esperimenti 536

Video La misura del campo magnetico

In sintesi 538

In 3 minuti Il campo magnetico

In 3 minuti La forza magnetica di Lorentz

In 3 minuti La forza di Ampère


Problemi 542


i circuiti eLettrici

17

1 Circuiti in serie 490

2 Circuiti in parallelo 494

TECNOLOGIA In caso di guasto 496

3 La potenza nei circuiti 498

4 La resistenza interna 502

AmbIENTE L’auto del futuro 504

5 La corrente nei liquidi e nei gas 506

AmbIENTE Batterie e celle a combustibile 508

Esperimenti 510

Video La ricarica di una batteria

In sintesi 512


Problemi 516


XIV

induzione e onde eLettromagnetiche

19

La corrente indotta 546

La definizione di flusso 546

La d.d.p. indotta 546

La legge di Lenz 547

Induttanza e autoinduzione 547

Circuiti in corrente alternata 548

Il rapporto di trasformazione 548

Le onde elettromagnetiche 549TECNOLOGIA L’alternatore 550

Problemi 550

La versione completa dellÔunitˆ 19 • disponibile nellÔeBook.

1 Il flusso del vettore BTECNOLOGIA Il pickup della chitarra elettrica

2 La legge di Faraday-Neumann-Lenz

3 Induttanza e autoinduzioneTECNOLOGIA L’alternatore

4 I circuiti in corrente alternata

5 Il trasformatore

6 Il campo elettromagnetico

7 Lo spettro elettromagnetico

Esperimenti

In sintesi


Problemi


Indice analitico 551

indice

2

XV

Alla fine di ogni unità, nelle pagine di ESPERIMENTI troverai una sezione de-

dicata agli esperimenti con lo smartphone.

Si tratta di esperimenti da fare, individualmente o in piccoli gruppi, sfruttando

i sensori (accelerometro, giroscopio, magnetometro...) presenti su quasi tutti gli

smartphone di ultima generazione.

Per effettuare questi esperimenti è necessario scaricare un’applicazione gratuita

che si chiama Physics Toolbox. Questa app è stata sviluppata da Vieyra software

negli USA: usarla sarà anche l’occasione per esercitarti con l’inglese.

La versione completa della app, Physics Toolbox Suite, è al momento disponibi-

le solo per Android e comprende tutti i sensori. Per gli utenti di iOS esistono 3

app separate, anch’esse gratuite, chiamate Physics Toolbox accelerometer, Physi-

cs Toolbox gyroscope e Physics Toolbox magnetometer.

La fisica con Lo smartphone

4 6 8 10 12

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

tempo (s)

acc

ele

razi

on

e y

(m

/s2)

2 4 6 8 10 12

-2,5

0

Questa applicazione permette di raccogliere dati utilizzando i diversi sensori

dello smartphone. A ciascun sensore è dedicata una schermata.

I dati acquisiti dal sensore possono poi essere salvati in un file in formato .csv,

compatibile con Microsoft Excel.

Devi disporre quindi di un sistema per trasferire file dallo

smartphone al PC: sono sufficienti un cavo micro USB oppure

una cartella Dropbox o anche solo una casella e-mail.

Infine sul PC dovrà essere installato Excel o un programma

equivalente, per esempio Calc di Open Office. Utilizzeremo

Excel per analizzare i dati acquisiti e creare tabelle e grafici.

Per ogni esperimento trovi nell’eBook un breve video che ti spiega come realizzarlo.

Prima di cominciare, guarda il video introduttivo che abbiamo realizzato per spiegarti passo

passo come installare Physics Toolbox e come trasferire e visualizzare i file. Lo trovi nel sito del

libro online.scuola.zanichelli.it/ruffo-fisica-verde-2ed

Buon lavoro!

indice - static.zanichelli.itstatic.zanichelli.it/catalogo/assets/9788808721280_02_IND.pdf ·...

Documents

Transcript of indice - static.zanichelli.itstatic.zanichelli.it/catalogo/assets/9788808721280_02_IND.pdf ·...