FORMULARIO DI FISICA - per il TOLC/TEST MEDICINA, Test d'ammissione di Fisica

Scarica FORMULARIO DI FISICA - per il TOLC/TEST MEDICINA e più Test d'ammissione in PDF di Fisica solo su Docsity! 1 Formulario 1: Grandezze fisiche- unità di misura- grandezze scalari e vettoriali Prof. Desiderio Alberto Grandezze fondamentali: sono le grandezze fisiche necessarie ed indipendenti attraverso le quali si possono definire tutte le altre grandezze. Grandezze derivate: sono tutte le altre grandezze ottenute attraverso le grandezze fondamentali Unità fondamentali del Sistema Internazionale Grandezza Unità di misura Simbolo dimensione Lunghezza Massa Tempo Temperatura Intensità di corrente Intensità luminosa Quantità di sostanza Metro Chilogrammo Secondo Kelvin Ampere Candela Mole m Kg s K A cd mol L M T K i I m Unità supplementari del Sistema Internazionale Angolo piano Angolo solido Radiante Steradiante rad sr Grandezze direttamente proporzionali: due grandezze X eY sono direttamente proporzionali se all’aumentare di una aumenta anche l’altra in modo proporzionale, quindi se il rapporto è costante. Si rappresentano in un diagramma cartesiano con una retta passante per l’origine. Grandezze inversamente proporzionali: due grandezze X eY sono inversamente proporzionali se all’aumentare di una diminuisce l’altra in modo proporzionale, quindi se il prodotto è costante. Si rappresentano in un diagramma cartesiano con una iperbole. Grandezze scalari: sono le grandezze fisiche definite da un numero seguito da un’unità di misura.. Grandezze vettoriali: sono le grandezze definite da un numero (modulo), da una direzione e da un verso Prodotto tra uno scalare ed un vettore: è uguale ad un vettore che ha per modulo il prodotto dei moduli, per direzione la stessa della grandezza vettoriale e per verso lo stesso se lo scalare è positivo o opposto se lo scalare è negativo. Somma e differenza tra vettori: regola del parallelogramma La somma di due vettori è un vettore diretto lungo la diagonale del parallelogramma avente modulo la lunghezza della diagonale, mentre la differenza è il vettore diretto lungo la diagonale secondaria. a r b r d urs r O D C d a b= − ur r r B s a b= + r r r Prodotto scalare: è uno scalare che ha per modulo il modulo del primo per il modulo del secondo per il coseno dell’angolo compreso tra i due vettori cosv w v w ϑ⋅ = ⋅ ⋅ r ur . Prodotto vettoriale: a b× r r è un vettore che ha 1. modulo uguale al modulo del primo per il modulo del secondo per il seno dell’angolo tra i due vettori: a b senϑ⋅ ⋅ 2. direzione perpendicolare al piano individuato dai vettori a r e b r . 3. verso determinato dalla regola della mano destra Prefisso Fattore di moltiplicazione Simbolo Tera 1012 T Giga 109 G Mega 106 M Chilo 103 K Etto 102 h Deca 101 da Prefisso Fattore di moltiplicazione Simbolo Deci 10-1 d Centi 10-2 c Milli 10-3 m Micro 10-6 μ Nano 10-9 n Pico 10-12 p 2 Formulario 2: cinematica Prof. Desiderio Alberto Cinematica: scienza che studia il moto dei corpi indipendentemente dalle cause che lo producono Legge oraria: equazione che dà la posizione in funzione del tempo. Traiettoria di un punto materiale: linea che unisce tutte le posizioni occupate istante per istante Velocità media spaziov tempo = Unità S.I. [ ] 1mv LTs −= = Unità c.g.s. cm s Da m/s a km/h 183,6 5 x = Da km/h a m/s 5: 3,6 18 o x Accelerazione media velocitàa tempo = Unità S.I. [ ] 2 2 ma LTs −= = Unità c.g.s. 2 cm s Moto rettilineo uniforme: Velocitàcostante t v Legge oraria: 0s v t s= ⋅ + 0s t s 0 0se s s v t= → = ⋅ t s 0a = t a Moto uniformemente accelerato: accelerazione costante a t Legge oraria: 2 0 0 1 2 s s v t at= + ⋅ + s os t 0 2 0 0 1 0 2 s se s at v =⎧ → =⎨ =⎩ t s Relazione velocità- tempo 0v v at= + 0v 0a < 0a > v t Relazione velocità-spazio 2 2 0 2v v as= + 2 2 0 00 2se v v v as= → = + Moto naturalmente accelerato vv gt t g = → = 21 2 2 hh gt t g = → = 2 2 2 2 2 vv gh v gh h g = → = → = Corpo lanciato verso l’alto 0 0 0 0 vt gv v gt se v v gt ⎧ =⎪= − → = → ⎨ ⎪ =⎩ 2 0 1 2 h v t gt= − 2 2 2 0 0 02 0 2 2 vv v gh se v v gh h g = − → = → = → = Moto circolare uniforme: traiettoria circolare e velocità costante in modulo Moto periodico: ripassa per le stesse posizioni [ ]1T T s T f = → = = [ ] 1 11f f s T T − −= → = = 2 2rv rf T π π= = [ ]2 2 radf sT πω π ω= = → = 2 2va r r ω= = ⋅ v rω= ⋅ → v r ω = 2 min 60 giri rad s π = 1 1 min 60 60 giri Hz s = = 5 Formulario 5: termologia, gas perfetti e calorimetria Prof. Desiderio Alberto Temperatura: grandezza scalare associato allo stato termico. Unità di misura S.I. Kelvin (K) La temperatura dipende dall’energia cinetica delle molecole. Conversione scale termometriche ( ) ( ):100 273 :100 32 :180c K FT T T= − = − Dilatazione lineare: 1l l TλΔ = ⋅ ⋅Δ Unità S.I. coefficiente di dilatazione lineare: [ ] 1Kλ −= Dilatazione di volume: 1V V TαΔ = ⋅ ⋅Δ Unità S.I. coefficiente di dilatazione di volume: [ ] 1Kα −= Gas perfetti 1. molecole distanti con volume trascurabile; 2. non ci sono forze d’interazione tra le molecole; 3. urti elastici tra molecole e pareti Trasformazione isobara: P=costante Trasformazione isocora: V=costante Trasformazione isoterma: T=costante 1ªlegge di Gay-Lussac: P=costante V e T sono direttamente proporzionali CostanteV T = 1ªlegge di Gay-Lussac: V=costante Pe T sono direttamente proporzionali CostanteP T = Legge di Boyle: T=costante Pe V sono inversamente proporzionali CostantePV = Legge dei gas perfetti: PV nRT= 8,31 0,082J l atmR moli K moli K ⋅= =⋅ ⋅ Calore: energia di transito Unità S.I.: joule (J) Caloria: quantità di calore necessaria ad innalzare da 14,5°C a 15,5°C la temperatura di 1g di acqua distillata alla P=1atm. Calore specifico: quantità di calore necessaria ad innalzare la temperatura di 1°C ad una massa unitaria. s Qc m T = ⋅Δ Unità S.I.: [ ] . .s S I Jc kg K= ⋅ Non dipende dalla massa. 2 1 4186H O cal Jc g K kg K= =⋅ ⋅ Capacità termica: quantità di calore necessaria ad innalzare la temperatura di 1°C ad una massa. QC T = Δ Unità S.I.: [ ] . .S I JC K= Dipende dalla massa. sC m c= ⋅ Principio zero della termodinamica: due corpi in equilibrio termico con un terzo corpo si trovano in equilibrio termico tra loro. Temperatura di equilibrio: 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2 e m c t m c tt m c m c + = + Conduzione (solidi): calore che si propaga attraverso un mezzo senza che avvenga uno spostamento di materia. Convezione (fluidi): calore che si propaga attraverso un fluido con spostamento di materia. Irraggiamento (onde E.M.): energia che si propaga da un corpo mediante onde elettromagnetiche anche nel vuoto Calore latente di vaporizzazione: Quantità di calore necessaria per trasformare l’unità di massa di una sostanza dallo stato liquido allo stato aeriforme (e viceversa) una volta raggiunta la temperatura di ebollizione. v v QL Q m L m = → = ⋅ 540 Acquav calL g= Unità S.I.: [ ]v JL K= Calore latente di fusione: Quantità di calore necessaria per trasformare l’unità di massa di una sostanza dallo stato solido allo stato liquido (e viceversa) una volta raggiunta la temperatura di ebollizione. F F QL Q m L m = → = ⋅ 80 Acquav calL g= Unità S.I.: [ ]F JL K= 6 Formulario 6: termodinamica e elettrostatica Prof. Desiderio Alberto Sistema isolato: non scambia nè energia nè materia con l’ambiente Sistema chiuso: scambia energia, ma non materia con l’ambiente Sistema aperto: scambia energia e materia con l’ambiente Sistema adiabatico: se non c’è scambio di calore con l’ambiente 1° principio della termodinamica: la variazione UΔ dell’energia interna di un sistema termodinamico è uguale alla differenza fra la quantità di calore Q ed il lavoro L scambiati fra il sistema e l’esterno: U Q LΔ = − . 2° principio della termodinamica. Enunciato di Clausius: è impossibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato sia il passaggio del calore da un corpo più freddo ad un corpo più caldo. Enunciato di Kelvin: è impossibile costruire una macchina termica che, in ogni ciclo, possa trasformare in lavoro tutto il calore prelevato da una unica sorgente termica. 1ass ced ced ass ass ass Q Q QL Q Q Q η − = = = − Macchina termica: è un dispositivo che compie un processo ciclico, durante il quale produce un lavoro L assorbendo una certa quantità di calore e cedendo una parte del calore. Unità S.I. [ ]η = adimensionale 1η < Ciclo di Carnot: la macchina termica (ideale) con il più alto rendimento, formato da una compressione isoterma e adiabatica, un’espansione isoterma e una adiabatica. 1 freddo caldo T T η = − Elettrostatica: studia le forze tra le cariche elettriche nello stato di quiete. 29 29 10 N mK C ⋅= ⋅ 0 1 4 K πε = Legge di Coulomb: due cariche q1 e q2, poste a distanza r, si attraggono o si respingono con una forza F di modulo direttamente proporzionale al prodotto delle due cariche ed inversamente proporzionale al quadrato della distanza: 1 2 2 q qF K r ⋅ = 212 20 8,85 10 C N mε −= ⋅ ⋅ 0 r εε ε = Unità S.I. [ ]rε = adimensionale Date due cariche elettriche a distanza r, la forza che si esercita quando le cariche sono immesse in un mezzo è sempre minore della forza che si eserciterebbe nel vuoto. 0 rF Fε= ⋅ Campo elettrico: una carica elettrica Q modifica le proprietà fisiche dello spazio, in modo che una carica di prova risente di una forza attrattiva o repulsiva. Formula FE q = ur ur Unità S.I. [ ] N VE C m= = Campo elettrico generato da una carica 2 QE K r = Flusso del campo elettrico attraverso una superficie S: cosE S E S ϑΦ = ⋅ = ⋅ ⋅ ur ur [ ] V mΦ = ⋅ Teorema di gauss: il flusso del campo elettrico uscente da una superficie chiusa è 0 iQ ε Φ = ∑ Energia potenziale elettrica in P: lavoro compiuto dalla forza per spostare la carica da un punto P all’infinito. . .p e Q qE K r ⋅ = Potenziale elettrico in P: rapporto tra l’energia che possiede una carica q posta in un punto P del campo elettrico e la carica stessa. . .p eE V q = Unità S.I. [ ] JV Volt VC= = = Potenziale generato da una carica QV K r = V E dΔ = ⋅ L q V= ⋅Δ Elettronvolt:energia acquisita da un elettrone che si muove attraverso un 1V VΔ = 191 1,6 10eV J−= ⋅ 7 Formulario 7: elettrostatica ed elettrodinamica. Prof. Desiderio A. Capacità di un condensatore: rapporto fra il valore assoluto della carica su entrambe le armature e la differenza di potenziale fra le due armature QC V = Δ . Unità S.I.: Farad(F) [ ] [ ] [ ] Q CC F V V = = = Δ Condensatore piano a facce parallele SC d ε= S →superficie d →distanza armature Condensatore sferico 4 R RC Kπε = = Energia immagazzinata 2 21 1 1 2 2 2 QE CV QV C = = = Condensatori in serie 1 2 3 1 1 1 1 totC C C C = + + Condensatori in parallelo 1 2 3totC C C C= + + Corrente elettrica: movimento ordinato di particelle dotate di carica elettrica. L’ intensità di corrente che scorre in un conduttore è il rapporto fra la quantità di carica elettrica q che attraversa una sezione del conduttore nell’intervallo di tempo e l’intervallo stesso: Qi t = . Unità S.I. [ ] [ ] [ ] Q Ci Ampere A t s = = = = Densità di carica Q S σ = Unità S.I. [ ] [ ] [ ] 2 Q C S m σ = = La forza elettromotrice di un generatore è la d.d.p. fra i suoi poli a circuito a circuito aperto. La f.e.m. è uguale al rapporto fra il lavoro compiuto per portare al suo interno una carica positiva q dal polo negativo al polo positivo e la carica stessa: . . . Lf e m q = La resistenza elettrica di un conduttore, fissata la d.d.p. ΔV fra i suoi estremi, è il rapporto fra ΔV e l’intensità di corrente che lo percorre: VR i Δ = . Unità S.I. [ ] VoltR A = = Ω 1ª legge di Ohm: a una temperatura fissata, la d.d.p. fra gli estremi di un conduttore metallico è direttamente proporzionale all’intensità i della corrente che lo percorre. R è costante al variare della d.d.p. . V R iΔ = ⋅ 2ª legge di Ohm: a una temperatura fissata, la resistenza R di un filo conduttore è direttamente proporzionale alla lunghezza l del filo e inversamente proporzionale alla sezione S. Con ρ resistività lR S ρ= Resistività in funzione della temperatura ( )20 1t tρ ρ α°= + ⋅Δ [ ] [ ] [ ][ ] l R m S ρ = = Ω⋅ Resistenze in serie 1 2 3totR R R R= + + Resistenze in parallelo 1 2 3 1 1 1 1 totR R R R = + + Potenza di un generatore: un generatore che fa scorrere in un circuito una corrente di intensità i mantenendo una d.d.p. ΔV eroga una potenza P uguale al prodotto fra ΔV e i P V i= Δ ⋅ . Effetto Joule: la potenza Pa assorbita per effetto Joule da un conduttore ohmico è 2P R i= ⋅ .