Indice 1 3 Fisica: una introduzione 1.1 Parlare il linguaggio della fisica 2 1.2 Grandezze fisiche e unità 1.3 1.4 1.5 1.6 di misura 3 Prefissi per le potenze di dieci e conversioni 7 Cifre significative 10 Soluzione dei problemi 13 Analisi dimensionale 15 Il moto in due dimensioni 3.1I moti orizzontali e verticali sono tra loro indipendenti 69 3.2 I vettori 70 3.3Le componenti vettoriali: 3.4 3.5 somma di vettori per mezzo delle componenti 72 Il moto di un proiettile 79 Moto circolare uniforme 91 RIASSUNTO 18 RIASSUNTO 98 DOMANDE E PROBLEMI 19 DOMANDE E PROBLEMI 99 2 4 Moto rettilineo 2.1 Moto con velocità costante 27 2.2 L’ accelerazione 40 2.3 Moto rettilineo con accelerazione costante 44 2.4La gravità in prossimità della superficie terrestre 49 Le leggi del moto di Newton 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 La prima legge di Newton 108 La seconda legge di Newton 109 Massa e peso 114 I diagrammi di corpo libero 116 La terza legge di Newton 120 Forza, accelerazione, moto 123 RIASSUNTO 59 RIASSUNTO 138 DOMANDE E PROBLEMI 61 DOMANDE E PROBLEMI 139 XII Indice © 978-8808-26358-2 5 8 Applicazioni delle leggi di Newton 5.1 L’ attrito statico 150 5.2 L’ attrito dinamico 154 5.3 Lavorare in presenza di attrito 159 5.4 Forza di trascinamento 165 5.5 Le forze e il moto circolare uniforme 167 RIASSUNTO 175 DOMANDE E PROBLEMI 176 Moto rotazionale 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 L’ energia cinetica rotazionale 287 Il momento d’ inerzia 293 Il teorema degli assi paralleli 301 Rivisitazione della conservazione dell’ energia 303 La cinematica rotazionale 309 Il momento di una forza 312 Il momento angolare 318 La natura vettoriale delle grandezze rotazionali 323 RIASSUNTO 331 6 DOMANDE E PROBLEMI 333 9 Lavoro ed energia 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 Il lavoro 186 Il teorema dell’ energia cinetica 191 Applicazioni del teorema dell’ energia cinetica 195 Il lavoro fatto da una forza variabile 200 L’ energia potenziale 204 La conservazione dell’ energia 210 Le forze non conservative 213 Utilizzo della conservazione dell’ energia 215 Elasticità e frattura 9.1 Sforzo e deformazione di tensione 345 9.2 Sforzo e deformazione di volume 350 9.3 Sforzo e deformazione di scorrimento 355 9.4 Elasticità e frattura 358 RIASSUNTO 230 RIASSUNTO 363 DOMANDE E PROBLEMI 232 DOMANDE E PROBLEMI 365 7 10 La quantità di moto 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 La quantità di moto 242 La conservazione della quantità di moto 245 Gli urti anelastici 252 Tempo di contatto 258 Gli urti elastici 260 Il centro di massa 268 RIASSUNTO 276 DOMANDE E PROBLEMI 277 La gravitazione 10.1 La legge di gravitazione universale di Newton 373 10.2 Il teorema del guscio sferico 380 10.3 Energia potenziale gravitazionale 385 10.4 Le leggi di Keplero 391 RIASSUNTO 401 DOMANDE E PROBLEMI 402 Indice XIII © 978-8808-26358-2 11 13 I fluidi Le onde 11.1Densità 410 11.2Pressione 412 11.3Pressione in funzione della profondità in un fluido 413 11.4Pressione atmosferica e unità di pressione comuni 416 11.5 Differenza di pressione e forza risultante 420 11.6 Il principio di Pascal 423 11.7 Galleggiamento e principio di Archimede 425 11.8 Fluidi in movimento ed equazione di continuità 432 11.9 Il flusso dei fluidi e l’ equazione di Bernoulli 437 11.10Il flusso di liquidi viscosi 445 13.1 Tipi di onde 503 13.2 Descrizione matematica di un’ onda 506 13.3 Velocità dell’ onda 511 13.4 Sovrapposizione e interferenza 517 13.5 Onde trasversali stazionarie 522 13.6 Onde longitudinali stazionarie 528 13.7Battimenti 533 13.8 Volume, intensità e livello sonoro 536 13.9Sorgenti in movimento e ricezione di onde 541 RIASSUNTO 551 DOMANDE E PROBLEMI 554 14 RIASSUNTO 450 DOMANDE E PROBLEMI 452 La termodinamica I 12 Le oscillazioni 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 Moto armonico semplice 459 Descrizione delle oscillazioni 463 Considerazioni energetiche 470 Il pendolo semplice 473 Oscillatori fisici 478 Il pendolo fisico 479 L’ oscillatore smorzato 484 L’ oscillatore forzato 487 14.1 La temperatura 564 14.2 La legge dei gas ideali 567 14.3 Il cammino libero medio 575 14.4 L’ espansione termica 577 14.5 Il calore 582 14.6 Il calore latente 587 14.7Il trasferimento di calore: irraggiamento, convezione, conduzione 598 RIASSUNTO 606 DOMANDE E PROBLEMI 609 15 RIASSUNTO 492 DOMANDE E PROBLEMI 493 La termodinamica II 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 La prima legge della termodinamica 617 I processi termodinamici 622 La seconda legge della termodinamica 632 I gas 642 L’ entropia 648 RIASSUNTO 654 DOMANDE E PROBLEMI 656 XIV Indice 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16 19 L’elettrostatica I Il magnetismo La carica elettrica 663 La legge di Coulomb 665 Conduttori e isolanti 672 Il campo elettrico 673 Il campo elettrico di alcuni oggetti 683 La legge di Gauss 690 Applicazioni della legge di Gauss 695 RIASSUNTO 704 DOMANDE E PROBLEMI 705 – + + – – – + © 978-8808-26358-2 17 19.1 La forza magnetica e il campo magnetico 809 19.2 La forza magnetica che agisce su una corrente 814 la legge di Biot-Savart 820 la legge di Ampère 829 percorsi da corrente 837 19.3 Il campo magnetico e la corrente: 19.4 Il campo magnetico e la corrente: 19.5 La forza magnetica tra due fili RIASSUNTO 842 DOMANDE E PROBLEMI 843 20 + + – L’elettrostatica II 17.1 Il potenziale elettrico 715 17.2 Superfici equipotenziali 722 17.3Il potenziale elettrico generato da una data 17.4 17.5 17.6 17.7 distribuzione di cariche 723 La capacità 729 L’ energia immagazzinata in un condensatore 735 Condensatori in serie e in parallelo 738 I dielettrici 743 L’ induzione magnetica 20.1 La legge dell’ induzione di Faraday 853 20.2 La legge di Lenz 857 20.3 Applicazioni delle leggi di Faraday e di Lenz 861 20.4 L’ induttanza 870 20.5Circuiti LC 877 20.6Circuiti LR 883 RIASSUNTO 750 RIASSUNTO 890 DOMANDE E PROBLEMI 751 DOMANDE E PROBLEMI 891 18 21 Le cariche in movimento Circuiti in corrente alternata 18.1 La corrente elettrica 761 18.2 Resistenza e resistività 766 18.3 Resistori fisici e fisiologici 771 18.4 Circuiti a corrente continua 774 18.5 Resistori in serie e in parallelo 776 18.6 La potenza 782 18.7Circuiti RC in serie 788 18.8Bioelettricità 795 RIASSUNTO 799 DOMANDE E PROBLEMI 800 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 La corrente alternata 902 I trasformatori 907 Il circuito LRC in serie 910 L, R e C separatamente in CA 914 L, R e C in serie in CA 920 Applicazioni del circuito LRC in serie 930 RIASSUNTO 937 DOMANDE E PROBLEMI 938 Indice XV © 978-8808-26358-2 22 24 Le onde elettromagnetiche Ottica geometrica 22.1 Le onde elettromagnetiche 946 22.2 Le equazioni di Maxwell 954 24.1 Specchi piani 1020 24.2 Specchi sferici concavi, RIASSUNTO 964 DOMANDE E PROBLEMI 965 una valutazione qualitativa 1024 24.3Specchi sferici concavi, una valutazione quantitativa 1032 24.4 Specchi sferici convessi, 23 Le proprietà ondulatorie della luce 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 La rifrazione 971 La riflessione totale interna 977 La dispersione 983 La polarizzazione 985 Interferenza da film sottile 990 La diffrazione 997 Aperture circolari 1002 RIASSUNTO 1008 DOMANDE E PROBLEMI 1010 una valutazione qualitativa 1039 una valutazione quantitativa 1042 24.5 Specchi sferici convessi, 24.6 Lenti, una valutazione qualitativa 1049 24.7 Lenti, una valutazione quantitativa 1056 RIASSUNTO 1065 DOMANDE E PROBLEMI 1067 Appendice A • Unità SI e fattori di conversione Appendice B • Dati numerici Appendice C • Elementi e isotopi Tutorial matematico Risposte alle domande e ai problemi con numero dispari Indice analitico A1
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