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Fisica - M. Obertino LEZIONI DI FISICA Docente Maria Margherita Obertino Indirizzo Calendario : venerdi’

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Presentazione sul tema: "Fisica - M. Obertino LEZIONI DI FISICA Docente Maria Margherita Obertino Indirizzo Calendario : venerdi’"— Transcript della presentazione:

1 Fisica - M. Obertino LEZIONI DI FISICA Docente Maria Margherita Obertino Indirizzo Calendario : venerdi’ 20/ sabato 21/ venerdi’ 27/ sabato 28/7 9-11

2 Fisica - M. Obertino Grandezze fisiche Una grandezza fisica è una proprietà di un corpo o di un sistema che pò’ essere misurata sperimentalmente. Sensazione di caldo/freddo? Si espirme come: Numero + unità di misura Mai dimenticare l’unita’ di misura Dire la densità dell’acqua è 1 non ha senso. E’ 1g/cm 3 o 1000kg/m 3 !!!

3 Fisica - M. Obertino Grandezze fisiche fondamentali e unità di misura Tutte le grandezze fisiche possono essere espresse in funzione di un insieme limitato di grandezze fondamentali Un sistema di unità di misura definisce le grandezze fisiche fondamentali e le corrispondenti unità di misura. Sistema Internazionale (S.I.) Grandezza fisica Unità di misura Lunghezza[L]metro (m) Tempo[t]secondo (s) Massa[M]chilogrammo (kg) Intensità di corrente[I]ampere (A) Temperatura[T]grado Kelvin (K)

4 Fisica - M. Obertino Grandezze fisiche derivate Le rimanenti grandezze fisiche sono derivate a partire dalle grandezze fondamentali mediante relazioni analitiche Alcuni esempi: Superficie (lunghezza) 2 [L] 2 m 2 Volume (lunghezza) 3 [L] 3 m 3 Velocità (lunghezza/tempo) [L]/[t]m/s Accelerazione (velocità/tempo) [L]/[t] 2 m/s 2 Forza (massa*accelerazione) [M][L]/[t] 2 ……… Densità (massa/volume) [M]/[L] 3 ……… Pressione (forza/superficie) …….………

5 Fisica - M. Obertino Esercizio Nel SI la temperatura si misura in [a] gradi Celsius [b] gradi Kelvin [c] gradi Fahrenheit [d] gradi Reamur [e] nessuna delle altre risposte è corretta

6 Fisica - M. Obertino Multipli e sottomultipli Multipli e sottomultipli di una unità di misura possono essere espressi usando prefissi: PrefissoSimboloFattore di moltiplicazione teraT10 12 gigaG10 9 megaM10 6 kilok10 3 ettoh10 2 decada10 1 PrefissoSimboloFattore di moltiplicazione decid10 -1 centic10 -2 millim10 -3 micro  nanon10 -9 picop km = 10 3 m 1 Mm = 10 6 m 1 Gm = 10 9 m 1 dm = m 1 cm = m 1 mm = m Es: 1 m 1  m = m 1 nm = m 1 pm = m (1 mm = 1/1000 m = 1/10 3 m = m) Sono un’alternativa all’uso della notazione scientifica 1.5  Pa = 1.5 mPa

7 Fisica - M. Obertino Il prefisso Mega equivale a [a] 10 2 [b] [c] 10 9 [d] 10 6 [e] 10 3 Esercizio

8 Fisica - M. Obertino Multipli e sottomultipli: esempi 10 4 m = ………… Km 7  m = …………. m 10 Tbyte = ……….. Byte 3 kg = ………. mg 2  10 3 cl = ………. kl Attenzione ad aree e volumi! 1 km 2 = …….. m 2 1 cm 3 = ………m 3

9 Fisica - M. Obertino Quale frazione di 1 cm è 1 micrometro [a] la decima parte [b] la centesima parte [c] la millesima parte [d] la decimillesima parte [e] nessuna delle precedenti risposte è corretta Esercizio

10 Fisica - M. Obertino Esercizio Una millimole è pari a : [a] moli [b] 10 3 moli [c] non esiste [d] moli [e] nessuna delle altre risposte è corretta

11 Fisica - M. Obertino Sistema di unità di misura CGS Grandezza fisica Unità di misura Lunghezza[L]centimetro (cm) Tempo[t]secondo (s) Massa[M]grammo (g) Grandezza fisica SI CGS … ….. …… Alcune grandezze fisiche derivate

12 Fisica - M. Obertino Unita’ di misura pratiche: il volume S.I.  m 3 Unita’ pratica  litro (l) Conversione  1 l = 1 dm 3 Una sacca di sangue per trasfusioni ha un volume di 1.5 l; a quanti cm 3 corrispondono?

13 Fisica - M. Obertino Equivalenze tra unita’ di misura: esempi

14 Fisica - M. Obertino Unita’ di misura del tempo S.I.  s Multipli  1 min = 60s 1s=(1/60) min 1h = 3600 s 1s=(1/3600) h 1 giorno = 24h …. 1 mese = 30 gg 1 anno = 365 gg

15 Fisica - M. Obertino Esercizio Un’automobile che viaggia alla velocità di 100 km/h percorre circa: [a] 300 m in 1 s [b] 100 m in 1 s [c] 30 m in 1 s [d] 10 m in 1 s [e] nessuna delle altre risposte è corretta

16 Fisica - M. Obertino Unità di misura e leggi fisiche Sono relazioni matematiche tra grandezze fisiche. In una legge fisica: ✓ Tutte le grandezze vanno espresse in un sistema di unità di misura coerente ✓ Tutti i termini sommati/sottratti devono avere le stesse dimensioni fisiche (devono essere omogenee) Un esempio: P+ dgh + 1/2dv 2 = cost  Teorema di Bernoulli [P]

17 Fisica - M. Obertino Esercizio Sottraendo tra loro due grandezze espresse in metri si ottiene: [a] una lunghezza espressa in m [b] una lunghezza espressa in m 2 [c] una superficie espressa in m 2 [d] un numero puro [e] nessuna delle altre risposte è corretta

18 Fisica - M. Obertino Esercizio La seguente somma di grandezze 10m+20cm+5kg vale: [a] 35 kg  m [b] 1025 kg  cm [c] non ha senso [d] è indeterminata [e] nessuna delle altre risposte è corretta

19 Fisica - M. Obertino Grandezze direttamente proporzionali Due grandezze si dicono direttamente proporzionali se il loro rapporto si mantiene costante. Grandezze inversamente proporzionali Due grandezze si dicono inversamente proporzionali se il loro prodotto si mantiene costante. x y y=kx x y y=k/x

20 direzione modulo verso punto di applicazione v  si indicano con v (oppure con la lettera v in grassetto) sono caratterizzati da 3 dati modulo (v o |v|) direzione verso Esempio di vettore: spostamento  s modulo  s = |  s|= 2,7 m direzione : verticale verso : dall’alto verso il basso Le grandezze che non hanno natura vettoriale sono chiamate grandezze scalari Esempio: temperatura, pressione, densità,.... vettore GRANDEZZE VETTORIALI e SCALARI

21 Fisica - M. Obertino Esercizio Il modulo della differenza vettoriale tra due forze che formano un angolo di 120 gradi è: [a] minore del modulo di ciascuna forza [b] maggiore del modulo di ciascuna forza [c] uguale al modulo della risultante delle due forze [d] minore della differenza aritmetica dei moduli delle due forze [e] maggiore della somma aritmetica dei moduli delle due forza

22 Fisica - M. Obertino Esercizio I vettori velocità e accelerazione possono essere sommati mediante la regola del parallelogramma? [a] Si, sempre [b] Si, se appartengono allo stesso moto [c] No, in quanto non sono grandezze omogenee [d] Si, in quanto l'accelerazione è la variazione della velocità nel tempo [e] Non si può rispondere se non si conosce la direzione dei due vettori

23 Fisica - M. Obertino Esercizio Una grandezza scalare deve essere espressa: [a] da un numero puro [b] da due numeri [c] da un numero e dalla relativa direzione [d] da un numero e dall’unità di misura [e] nessuna delle altre risposte è corretta

24 Fisica - M. Obertino PRODOTTO SCALARE E VETTORIALE TRA VETTORI

25 Fisica - M. Obertino a  b = a·b·cos(  )   a  b   = 0 a  b =  a  b   = 90° a  b =  a  b   = 180° a  b =  b  a  Prodotto scalare di due vettori Il risultato del prodotto scalare è uno scalare.

26 Fisica - M. Obertino c = a x b   a  b  Prodotto vettoriale di due vettori  a b c La direzione e il verso del vettore c si ricavano con la regola della mano destra. c = a·b·sen(  ) c è massimo quando i vettori a e b sono tra loro perpendicolari e nullo quando sono paralleli Il risultato del prodotto vettoriale è un vettore il cui modulo vale 

27 Fisica - M. Obertino MECCANICA  Cinematica: moto dei corpi  Dinamica: cause del moto  Statica: equilibrio dei corpi

28 Fisica - M. Obertino Considereremo il corpo come un punto materiale nel quale è concentrata tutta la massa del sistema O Il moto Per descrivere il moto di un corpo occorre innanzitutto definire un sistema di riferimento. unidimensionale bidimensionale x y x tridimensionale

29 Fisica - M. Obertino GRANDEZZE CINEMATICHE Posizione Traiettoria Legge oraria Spostamento Velocità Accelerazione

30 Fisica - M. Obertino Posizione x y P0P0 x0x0 y0y0 xx0x0 P0P0 O

31 Fisica - M. Obertino GRANDEZZE CINEMATICHE Posizione Traiettoria Legge oraria Spostamento Velocità Accelerazione

32 Fisica - M. Obertino Traiettoria Siano P 1, P 2, P 3, P 4, P 5 le posizioni assunte da un corpo in 5 istanti di tempo successivi x y P1P1 P2P2 P3P3 P4P4 P5P5 O

33 Fisica - M. Obertino Traiettoria Siano P 1, P 2, P 3, P 4, P 5 le posizioni assunte da un corpo in 5 istanti di tempo successivi x y P1P1 P2P2 P3P3 P4P4 P5P5 O

34 Fisica - M. Obertino Traiettoria TRAIETTORIA: linea che unisce tutte le posizioni occupate dal punto al trascorrere del tempo x y P1P1 P2P2 P3P3 P4P4 P5P5

35 Fisica - M. Obertino GRANDEZZE CINEMATICHE Posizione Traiettoria Legge oraria Spostamento Velocità Accelerazione

36 Fisica - M. Obertino Legge oraria E’ la relazione che esprime lo spazio in funzione del tempo S = f(t) t S

37 Fisica - M. Obertino GRANDEZZE CINEMATICHE Posizione Traiettoria Legge oraria Spostamento Velocità Accelerazione

38 Fisica - M. Obertino Spostamento x y P0P0 P

39 Fisica - M. Obertino Spostamento x y P0P0 P >> Unità di misura nel S.I.: m >> Unità di misura nel C.G.S.: cm

40 Fisica - M. Obertino GRANDEZZE CINEMATICHE Posizione Traiettoria Legge oraria Spostamento Velocità Accelerazione

41 Fisica - M. Obertino Velocità media v m x y P0P0 P >> Unità di misura nel S.I.: m/s >> Unità di misura nel C.G.S.: cm/s A NALISI DIMENSIONALE

42 Fisica - M. Obertino Velocità media v m x y P0P0 P

43 Fisica - M. Obertino Velocità istantanea v Velocità istantanea è la velocità media calcolata su un intervallo di tempo Δt estremamente breve (Δt  0) La direzione della velocità istantanea è sempre tangente alla traiettoria nel punto in cui è calcolata. x y

44 Fisica - M. Obertino Esercizio Un’auto percorre un tratti di strada in salita alla velocità v 1 e lo stesso tratto in discesa alla velovità v 2. La velocità media vale: [a] (v 1 +v 2 )/2 [b] (v 1  v 2 )/2 [c] (v 1  v 2 )/(v 1 +v 2 ) [d] 2(v 1  v 2 )/(v 1 +v 2 ) [e] (v 1  v 2 )/(v 1 +2v 2 )

45 Fisica - M. Obertino GRANDEZZE CINEMATICHE Posizione Traiettoria Legge oraria Spostamento Velocità Accelerazione

46 Fisica - M. Obertino Accelerazione media a m x y P0P0 P

47 Fisica - M. Obertino Un'accelerazione dal punto di vista dimensionale, è: [a] (lunghezza) -2 /tempo [b] lunghezza/tempo [c] (lunghezza) 2 /tempo [d] lunghezza/(tempo) 2 [e] (lunghezza) 2 /(tempo) 2 Esercizio

48 Fisica - M. Obertino Accelerazione media a m x y P0P0 P >> Unità di misura nel S.I.: m/s 2 >> Unità di misura nel C.G.S.: cm/s 2

49 Fisica - M. Obertino Accelerazione istantanea Il vettore accelerazione si puo’ sempre scomporre in una componente tangente alla traiettoria (accelerazione tangenziale) e una componente ortogonale alla traiettoria (accelerazione centripeta) L’accelerazione istantanea è l’accelerazione media calcolata su un intervallo di tempo Δt estremamente breve (Δt  0) L’accelerazione istantanea puo’ assumere qualunque direzione rispetto alla traiettoria. y x a atat acac a c ed a t sono tra loro perpendicolari!

50 Fisica - M. Obertino Accelerazione tangenziale e centripeta L’accelerazione TANGENZIALE  variazione del modulo della velocità L’accelerazione CENTRIPETA  variazione della direzione della velocità a t = 0  MOTO UNIFORME a c = 0  MOTO RETTILINEO

51 Fisica - M. Obertino I MOTI Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Moto circolare uniforme Moto armonico

52 Fisica - M. Obertino Moto rettilineo uniforme Rettilineo->Traiettoria rettilinea [a c =0] Si descrive in un sistema di rif. unidimesionale parallelo alla direzione del moto Uniforme  a t =0  V Media = V Istantanea = cost Proviamo a ricavare la legge oraria: s=s 0 +v  (t-t 0 ) O s s=s 0 +v  t Spesso si assume t 0 =0 S 0 = posizione iniziale del corpo s0s0 s(t)

53 Fisica - M. Obertino v=cost v t s t a=0 s= s 0 + v  t Moto rettilineo uniforme

54 Fisica - M. Obertino Un corpo di massa M si muove di moto rettilineo uniforme. Quale affermazione è vera? [a] Il vettore velocità è costante [b] Il modulo del vettore velocità è proporzionale all’accelerazione [c] Il modulo del vettore accelerazione è diverso da zero [d] Il vettore accelerazione è perpendicolare alla traiettoria [e] Nessuna delle precedenti Esercizio

55 Fisica - M. Obertino I MOTI Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Moto circolare uniforme Moto armonico

56 Fisica - M. Obertino Moto rettilineo uniformemente accelerato RETTILINEO  UNIFORMEMENTE ACCELERATO 

57 Fisica - M. Obertino Se il corpo che si muove di moto uniformemente accelerato si trova nel punto s 0 all’istante (t 0 =0) in cui inizia ad accelerare, in quale posizione si trova nell’istante t? Aumenta se a>0 Diminuisce se a<0 Moto rettilineo uniformemente accelerato a = cost

58 Fisica - M. Obertino GRAFICO v vs t LEGGE ORARIA t s v t Moto rettilineo uniformemente accelerato

59 Fisica - M. Obertino Il grafico mostra come varia nel tempo la velocità di un corpo che si muove di moto rettilineo. Nel tratto BC si ha [a] accelerazione nulla [b] accelerazione uniforme [c] accelerazione variabile [d] non si può dire nulla sull’accelerazione perchè nel grafico compare solo la velocità [e] velocità costante t v A B CD Esercizio

60 Fisica - M. Obertino Un oggetto che si muove di moto uniformemente decelerato [a] ha velocità negativa. [b] ha un’accelerazione che diminuisce col tempo. [c] ha una velocità che diminuisce col tempo. [d] si sta spostando nel verso delle x negative. [e] si muove lungo una traiettoria parabolica. Esercizio

61 Fisica - M. Obertino Nel moto uniformemente accelerato lo spazio percorso [a] è direttamente proporzionale al tempo [b] è inversamente proporzionale al tempo [c] varia col quadrato del tempo [d] varia col cubo del tempo [e] nessuna delle altre risposte è corretta Esercizio

62 Fisica - M. Obertino Siamo tutti uniformemente accelerati!

63 Fisica - M. Obertino Caduta di un grave in assenza di attrito S 0 =0 V o = 0

64 Fisica - M. Obertino Un grave, inizialmente fermo, cade verticalmente da un’altezza di 5m. Trascurando la resistenza dell’aria, il tempo di caduta vale circa: [a] 1/5 s [b] 0.5 s [c] 1 s [d] 2 s [e] 5 s Esercizio

65 Fisica - M. Obertino Se un corpo si muove di moto naturalmente accelerato partendo con velocità iniziale nulla: [a] la distanza è proporzionale al tempo trascorso [b] la velocità è costante [c] l’accelerazione è nulla [d] la velocità è proporzionale alla distanza percorsa [e] la sua velocità è proporzionale al tempo trascorso Esercizio

66 Fisica - M. Obertino I MOTI Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Moto circolare uniforme Moto armonico

67 Fisica - M. Obertino Un corpo si muove di moto circolare uniforme se percorre una circonferenza con velocità v in modulo costante. La velocità varia però continuamente in direzione e verso Il corpo subisce un’accelerazione centripeta >> Unità di misura nel S.I.  m/s 2 Il vettore velocità (istantanea) è tangente alla curva, il vettore accelerazione centripeta è perpendicolare al vettore velocità e diretto verso il centro della circonferenza Moto circolare uniforme

68 Fisica - M. Obertino  r Periodo e frequenza Il moto circolare uniforme è un moto periodico. Il periodo T il tempo impiegato dal corpo a percorrere una sola volta l’intera circonferenza. Velocità lineare v e periodo sono legati dalla relazione: Il numero di giri che il corpo compie in 1s è detto frequenza >> Unità di misura nel S.I. e C.G.S.  Hertz  Hz = 1/s

69 Fisica - M. Obertino Velocità angolare  r P0P0 P1P1 Nel moto circolare uniforme la velocità angolare è un vettore con direzione perpendicolare al piano di rotazione e modulo L’accelerazione centripeta si esprime in funzione della velocità angolare come

70 Fisica - M. Obertino Un’auto percorre una curva di raggio 15 m alla velocità di 20 km/h. La sua accelerazione è: [a] nulla [b] diretta verso il centro della curva [c] diretta verso l’esterno della curva [d] tangente alla curva [e] diretta verticalmente verso il basso Esercizio

71 Fisica - M. Obertino Un oggetto puntiforme si muove lungo una circonferenza. Il raggio che collega il punto con il centro della circonferenza copre angoli uguali in tempi uguali. Quale delle seguenti affermazioni è corretta ? [a] La velocita’ dell’oggetto è costante [b] L’accelerazione dell’oggetto è costante [c] L’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme [d] L’oggetto si muove di moto circolare uniforme [e] Il periodo di rotazione è direttamente proporzionale alla velocità Esercizio

72 Fisica - M. Obertino Una fionda è costituita da un sasso vincolato a percorrere 5 giri al secondo lungo una circonferenza di raggio L = 1 m per mezzo di una corda rigida. Quando il sasso si stacca dalla corda la sua velocità è: [a] di circa 30 m/s [b] di 5/s [c] di circa 300 m/s [d] diversa per sassi di massa diversa [e] pari alla velocità del suono Esercizio

73 Fisica - M. Obertino Individuare la giusta affermazione tra le seguenti [a] in un moto rettilineo uniformemente accelerato velocità e accelerazione sono direttamente proporzionali [b] in un moto a traiettoria qualsiasi ma uniformemente accelerato velocità e accelerazione sono direttamente proporzionali [c] in un moto circolare uniforme accelerzione e velocità sono vettori tra loro ortogonali [d] in un moto rettilineo uniformemente accelerato velocità e accelerazione sono inversamente proporzionali [e] in un moto a traiettoria qualsiasi ma uniformemente accelerato velocità e accelerazione sono inversamente proporzionali Esercizio


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