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Indice
Fisica: una introduzione
1
1.1 Parlare il linguaggio della fisica 21.2 Grandezze fisiche e unità di misura 31.3 Prefissi per le potenze di dieci e conversioni 71.4 Cifre significative 101.5 Soluzione dei problemi 131.6 Analisi dimensionale 15
RIASSUNTO 18
DOMANDE E PROBLEMI 19
Moto rettilineo
2
2.1 Moto con velocità costante 272.2 L’ accelerazione 402.3 Moto rettilineo con accelerazione costante 442.4 La gravità in prossimità della superficie
terrestre 49
RIASSUNTO 59
DOMANDE E PROBLEMI 61
Il moto in due dimensioni
3
3.1 I moti orizzontali e verticali sono tra loro indipendenti 69
3.2 I vettori 703.3 Le componenti vettoriali:
somma di vettori per mezzo delle componenti 72
3.4 Il moto di un proiettile 793.5 Moto circolare uniforme 91
RIASSUNTO 98
DOMANDE E PROBLEMI 99
Le leggi del moto di Newton
4
4.1 La prima legge di Newton 1084.2 La seconda legge di Newton 1094.3 Massa e peso 1144.4 I diagrammi di corpo libero 1164.5 La terza legge di Newton 1204.6 Forza, accelerazione, moto 123
RIASSUNTO 138
DOMANDE E PROBLEMI 139
XII Indice © 978-8808-26358-2
Applicazioni delle leggi di Newton
5
5.1 L’ attrito statico 1505.2 L’ attrito dinamico 1545.3 Lavorare in presenza di attrito 1595.4 Forza di trascinamento 1655.5 Le forze e il moto circolare uniforme 167
RIASSUNTO 175
DOMANDE E PROBLEMI 176
Lavoro ed energia
6
6.1 Il lavoro 1866.2 Il teorema dell’ energia cinetica 1916.3 Applicazioni del teorema dell’ energia cinetica 1956.4 Il lavoro fatto da una forza variabile 2006.5 L’ energia potenziale 2046.6 La conservazione dell’ energia 2106.7 Le forze non conservative 2136.8 Utilizzo della conservazione dell’ energia 215
RIASSUNTO 230
DOMANDE E PROBLEMI 232
La quantità di moto
7
7.1 La quantità di moto 2427.2 La conservazione della quantità di moto 2457.3 Gli urti anelastici 2527.4 Tempo di contatto 2587.5 Gli urti elastici 2607.6 Il centro di massa 268
RIASSUNTO 276
DOMANDE E PROBLEMI 277
Moto rotazionale
8
8.1 L’ energia cinetica rotazionale 2878.2 Il momento d’ inerzia 2938.3 Il teorema degli assi paralleli 3018.4 Rivisitazione della conservazione dell’ energia 3038.5 La cinematica rotazionale 3098.6 Il momento di una forza 3128.7 Il momento angolare 3188.8 La natura vettoriale delle grandezze rotazionali 323
RIASSUNTO 331
DOMANDE E PROBLEMI 333
Elasticità e frattura
9
9.1 Sforzo e deformazione di tensione 3459.2 Sforzo e deformazione di volume 3509.3 Sforzo e deformazione di scorrimento 3559.4 Elasticità e frattura 358
RIASSUNTO 363
DOMANDE E PROBLEMI 365
La gravitazione
10
10.1 La legge di gravitazione universale di Newton 37310.2 Il teorema del guscio sferico 38010.3 Energia potenziale gravitazionale 38510.4 Le leggi di Keplero 391
RIASSUNTO 401
DOMANDE E PROBLEMI 402
Indice XIII© 978-8808-26358-2
I fluidi
11
11.1 Densità 41011.2 Pressione 41211.3 Pressione in funzione della profondità
in un fluido 41311.4 Pressione atmosferica e unità di pressione
comuni 41611.5 Differenza di pressione e forza risultante 42011.6 Il principio di Pascal 42311.7 Galleggiamento e principio di Archimede 42511.8 Fluidi in movimento ed equazione di continuità 43211.9 Il flusso dei fluidi e l’ equazione di Bernoulli 43711.10 Il flusso di liquidi viscosi 445
RIASSUNTO 450
DOMANDE E PROBLEMI 452
Le oscillazioni
12
12.1 Moto armonico semplice 45912.2 Descrizione delle oscillazioni 46312.3 Considerazioni energetiche 47012.4 Il pendolo semplice 47312.5 Oscillatori fisici 47812.6 Il pendolo fisico 47912.7 L’ oscillatore smorzato 48412.8 L’ oscillatore forzato 487
RIASSUNTO 492
DOMANDE E PROBLEMI 493
Le onde
13
13.1 Tipi di onde 50313.2 Descrizione matematica di un’ onda 50613.3 Velocità dell’ onda 51113.4 Sovrapposizione e interferenza 51713.5 Onde trasversali stazionarie 52213.6 Onde longitudinali stazionarie 52813.7 Battimenti 53313.8 Volume, intensità e livello sonoro 53613.9 Sorgenti in movimento e ricezione di onde 541
RIASSUNTO 551
DOMANDE E PROBLEMI 554
La termodinamica I
14
14.1 La temperatura 56414.2 La legge dei gas ideali 56714.3 Il cammino libero medio 57514.4 L’ espansione termica 57714.5 Il calore 58214.6 Il calore latente 58714.7 Il trasferimento di calore: irraggiamento,
convezione, conduzione 598
RIASSUNTO 606
DOMANDE E PROBLEMI 609
La termodinamica II
15
15.1 La prima legge della termodinamica 61715.2 I processi termodinamici 62215.3 La seconda legge della termodinamica 63215.4 I gas 64215.5 L’ entropia 648
RIASSUNTO 654
DOMANDE E PROBLEMI 656
XIV Indice © 978-8808-26358-2
L’elettrostatica I
16
16.1 La carica elettrica 66316.2 La legge di Coulomb 66516.3 Conduttori e isolanti 67216.4 Il campo elettrico 67316.5 Il campo elettrico di alcuni oggetti 68316.6 La legge di Gauss 69016.7 Applicazioni della legge di Gauss 695
RIASSUNTO 704
DOMANDE E PROBLEMI 705
+ ++
+
+
–
–
–
–
–
L’elettrostatica II
17
17.1 Il potenziale elettrico 71517.2 Superfici equipotenziali 72217.3 Il potenziale elettrico generato da una data
distribuzione di cariche 72317.4 La capacità 72917.5 L’ energia immagazzinata in un condensatore 73517.6 Condensatori in serie e in parallelo 73817.7 I dielettrici 743
RIASSUNTO 750
DOMANDE E PROBLEMI 751
Le cariche in movimento
18
18.1 La corrente elettrica 76118.2 Resistenza e resistività 76618.3 Resistori fisici e fisiologici 77118.4 Circuiti a corrente continua 77418.5 Resistori in serie e in parallelo 77618.6 La potenza 78218.7 Circuiti RC in serie 78818.8 Bioelettricità 795
RIASSUNTO 799
DOMANDE E PROBLEMI 800
Il magnetismo
19
19.1 La forza magnetica e il campo magnetico 80919.2 La forza magnetica che agisce su una corrente 81419.3 Il campo magnetico e la corrente: la legge di Biot-Savart 82019.4 Il campo magnetico e la corrente: la legge di Ampère 82919.5 La forza magnetica tra due fili percorsi da corrente 837
RIASSUNTO 842
DOMANDE E PROBLEMI 843
L’ induzione magnetica
20
20.1 La legge dell’ induzione di Faraday 85320.2 La legge di Lenz 85720.3 Applicazioni delle leggi di Faraday e di Lenz 86120.4 L’ induttanza 87020.5 Circuiti LC 87720.6 Circuiti LR 883
RIASSUNTO 890
DOMANDE E PROBLEMI 891
Circuiti in corrente alternata
21
21.1 La corrente alternata 90221.2 I trasformatori 90721.3 Il circuito LRC in serie 91021.4 L, R e C separatamente in CA 91421.5 L, R e C in serie in CA 92021.6 Applicazioni del circuito LRC in serie 930
RIASSUNTO 937
DOMANDE E PROBLEMI 938
Indice XV© 978-8808-26358-2
Le onde elettromagnetiche
22
22.1 Le onde elettromagnetiche 94622.2 Le equazioni di Maxwell 954
RIASSUNTO 964
DOMANDE E PROBLEMI 965
Le proprietà ondulatorie della luce
23
23.1 La rifrazione 97123.2 La riflessione totale interna 97723.3 La dispersione 98323.4 La polarizzazione 98523.5 Interferenza da film sottile 99023.6 La diffrazione 99723.7 Aperture circolari 1002
RIASSUNTO 1008
DOMANDE E PROBLEMI 1010
Ottica geometrica
24
24.1 Specchi piani 102024.2 Specchi sferici concavi, una valutazione qualitativa 102424.3 Specchi sferici concavi,
una valutazione quantitativa 103224.4 Specchi sferici convessi, una valutazione qualitativa 103924.5 Specchi sferici convessi, una valutazione quantitativa 104224.6 Lenti, una valutazione qualitativa 104924.7 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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