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appunti di fisica
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Questo documento offre un riassunto dei principi fondamentali della fisica applicata, ideale per studenti di biotecnologie. Copre le operazioni vettoriali (somma, sottrazione, componenti), la cinematica (velocità, accelerazione, moto rettilineo uniforme e accelerato, moto parabolico e circolare), la dinamica (leggi di Newton, forze di gravità, normale, attrito, centripeta), il lavoro e l'energia (lavoro di forze costanti ed elastiche, energia cinetica, potenziale, meccanica e sua conservazione), e le oscillazioni (moto armonico semplice, pendolo, macchina di Atwood). Include formule chiave e illustrazioni grafiche per una comprensione approfondita dei fenomeni fisici.
Leggi il riassunto completo
- Teoria Fisica: Definizione di misurazione e introduzione ai sistemi di coordinate cartesiane.
- Grandezze Fisiche: Distinzione tra scalari (definite solo da un numero come tempo, massa, temperatura) e vettoriali (definite da modulo, direzione e verso come spostamento, forza, velocità).
- Operazioni Vettoriali:
- Somma: Illustrate la regola del triangolo e del parallelogramma.
- Sottrazione: Definita come la somma con il vettore opposto.
- Componenti di un Vettore: Spiegate le proiezioni su assi (Ax = A cos θ, Ay = A sin θ) e il calcolo del modulo e dell'angolo.
- Versori: Vettori unitari (î, ĵ, k̂) che indicano la direzione degli assi.
- Cinematica:
- Velocità Media e Istantanea: Definizione e calcolo come rapporto tra spostamento/tempo e come derivata della posizione rispetto al tempo.
- Accelerazione: Definita come variazione della velocità nel tempo (derivata della velocità rispetto al tempo).
- Moto a Velocità Costante: Formule per la posizione finale.
- Moto Uniformemente Accelerato: Equazioni fondamentali per velocità e posizione in funzione del tempo.
- Caduta Libera: Caso particolare di moto uniformemente accelerato con accelerazione g.
- Moto Parabolico: Descritto come la combinazione di un moto rettilineo uniforme sull'asse x e un moto uniformemente accelerato sull'asse y.
- Moto Circolare Uniforme: Spiegata la velocità tangente e l'accelerazione centripeta (ac = v²/r).
- Dinamica (Leggi di Newton):
- Prima Legge (Principio di Inerzia): Un corpo in assenza di forze nette mantiene il suo stato di moto.
- Seconda Legge: La forza netta è uguale al prodotto della massa per l'accelerazione (F = ma).
- Terza Legge: Principio di azione e reazione (F12 = -F21).
- Forze Specifiche: Descritte la forza di gravità, la forza normale, la forza di attrito (con la formula Fa = μN) e la forza centripeta.
- Lavoro ed Energia:
- Lavoro: Definizione come prodotto scalare tra forza e spostamento (W = F • Δx), e come integrale per forze non costanti.
- Forza Elastica: Spiegata dalla legge di Hooke (F = -kx).
- Energia Cinetica: K = ½mv².
- Teorema dell'Energia Cinetica: Il lavoro totale compiuto su un corpo equivale alla variazione della sua energia cinetica (W_tot = ΔK).
- Campo: Concetto di campo scalare (temperatura) e vettoriale (velocità), e campo di forza.
- Campo Conservativo: Lavoro indipendente dal percorso, con energia potenziale associata (gravitazionale Ug = mgy, elastica Us = ½kx²).
- Energia Meccanica: Somma di energia cinetica e potenziale (E_mech = K + U).
- Conservazione dell'Energia Meccanica: Nei campi conservativi l'energia meccanica totale si mantiene costante.
- Forze Non Conservative: Il loro lavoro modifica l'energia meccanica totale.
- Potenza: Definizione come rapporto tra lavoro e tempo (P = L/Δt) e come prodotto scalare tra forza e velocità (P = F • v).
- Quantità di Moto: Definizione (p = mv) e principio di conservazione per sistemi isolati.
- Urti:
- Anelastici: Quantità di moto conservata, energia cinetica non conservata (i corpi si uniscono).
- Elastici: Sia quantità di moto che energia cinetica conservate (i corpi rimbalzano).
- Moto Armonico:
- Accelerazione Angolare: Definizione.
- Legge Oraria: x(t) = A cos(ωt + Φ).
- Periodo e Frequenza: Relazioni con la pulsazione ω.
- Sistema Massa-Molla: Descritto come esempio di moto armonico semplice.
- Pendolo Semplice: Analisi del moto oscillatorio per piccole angolazioni e calcolo del periodo.
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FISICA APPLICATA · 1° anno · 6 CFU · PHYS-06/A
Il corso si propone di fornire agli studenti un’introduzione ai fondamenti della fisica classica, costituendo al contempo una base solida per il proseguimento degli studi. Il corso si svolge nel secondo semestre del primo anno del Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie.