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INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA MAPPE CONCETTUALI di FISICA Questo lavoro è redatto dal: Prof. Salvatore MURANA Docente.

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1 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA MAPPE CONCETTUALI di FISICA Questo lavoro è redatto dal: Prof. Salvatore MURANA Docente presso l’Istituto di Istruzione Superiore CARLO URBANI di ROMA Via dell’IDROSCALO 88 Sede di ACILIA Sono stati usati e rielaborati alcuni schemi del testo ”Introduzione alla Fisica di A. Bonura Edizioni Paravia” Mail: Anno scolastico 2011/2012

2 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA Nelle pagine seguenti troverai delle mappe riguardanti alcune parti della FISICA: LA FISICA e le sue partiLA FISICA e le sue parti STRUTTURA DELLA MATERIASTRUTTURA DELLA MATERIA FENOMENI FISICIFENOMENI FISICI EQUILIBRIO TERMICOEQUILIBRIO TERMICO METODO SCIENTIFICO GRANDEZZE FISICHE ELETTROMAGNETISMO LEGGI FISICHEFENOMENI ELETTROSTATICI RELAZIONI MATEMATICHECARICA ELETTRICA FORZA ELETTRICA SISTEMA INTERNAZIONALESISTEMA INTERNAZIONALE POTENZIALE ELETTRICOPOTENZIALE ELETTRICO CAMPO ELETTRICO MECCANICAMECCANICA CORRENTE ELETTRICACORRENTE ELETTRICA CINEMATICA DINAMICADINAMICA RELAZIONE CORRENTE – CAMPO MAGNETICORELAZIONE CORRENTE – CAMPO MAGNETICO STATICASTATICA CAMPO MAGNETICO 1CAMPO MAGNETICO 1 CAMPO MAGNETICO 2 ONDE

3 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA FISICA fenomeni fisici metodo scientifico grandezze fisiche leggi fisiche meccanicatermologiaelettromagnetismoaltro è importante sapere studia i tramite il noi studiamo onde

4 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA FENOMENI FISICI UN FENOMENO FISICO è semplicemente Uno schiaccianoci che rompe la noce, un pallone che rimbalza ad effetto, un motore che funziona, una dinamo che produce energia elettrica, la terra che ruota attorno al sole, …. la pioggia, una pallina che rotola, un pezzo di ghiaccio che si scioglie, l’acqua che bolle in una pentola, una lampadina accesa, …. quindi ad esempio è un fenomeno: ma è anche un fenomeno: un fatto che possiamo osservare, ciò che ci capita attorno, quello che succede in natura, un evento naturale.

5 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA METODO SCIENTIFICO IL METODO SCIENTIFICO il modo con cui si FA SCIENZA, è il modo con cui i fisici fanno ricerca è conoscere come avvengono i fenomeni in modo QUANTI- TATIVO si applica seguendo le seguenti fasi: OSSERVAZIONE del fenomeno, DETERMINAZIONE delle proprietà misurabili (grandezze fisiche), MISURA delle grandezze fisiche (ripetendo l’esperimento più volte), IPOTESI di legge di comportamento (legge fisica), VERIFICA dell’ipotesi (ripetendo in diversi modi l’esperimento), DEFINIZIONE della LEGGE FISICA se la verifica conferma l’ipotesiLEGGE FISICA altrimenti nuova IPOTESI e nuova VERIFICA fino a quando l’ipotesi non è confermata. serve per

6 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA GRANDEZZE FISICHE grandezze fondamentali caratteristiche misurabili Sistema Internazionale grandezze derivate unità di misura e relativi campioni che suddivide le grandezze in definizione operativa metodo di misura strumenti di misura per cui si utilizzano le convenzioni del che specifica le informazioni relative a sono LE GRANDEZZE FISICHE per le quali è necessario dare una definisce

7 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA LEGGI FISICHE LE LEGGI FISICHE descrivono il le condizioni di validità (parte della frase che inizia con “SE…”) il comportamento (definizione vera e propria) la relazione tra le grandezze interessate (formula matematica)formula matematica specificando comportamento dei corpi o dei fenomeni

8 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA RELAZIONI MATEMATICHE RELAZIONI TRA GRANDEZZE di tipo crescente di tipo decrescente proporzionalità diretta proporzionalità inversa proporzionalità diretta al quadrato relazione lineare proporzionalità inversa al quadrato espressa dalla formula il cui grafico è una espressa dalla formula il cui grafico è una espressa dalla formula il cui grafico è una espressa dalla formula il cui grafico è una retta passante per il punto P = (0;b) Y = kX + b retta passante per l’origine Y = kX parabola passante per l’origine Y = kX 2 iperbole equilatera Y = k/X Y = k/X 2 espressa dalla formula

9 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA GRANDEZZE FONDAMENTALI SISTEMA INTERNAZIONALE (S.I.) Grandezze fondamental i sono le grandezze del GRANDEZZA LUNGHEZZA TEMPO MASSA TEMPERATURA CORRENTE ELETTRICA INTENSITA’ LUMINOSA QUANTITA’ DI SOSTANZA SIMBOLO G L t M T i IVIV n SIMBOLO u.d.m. m s, sec kg k A Cd mol UNITA’ di MISURA Metro Secondo Chilogrammo kelvin Ampere Candela Mole che comprende le grandezze e le rispettive unità di misura

10 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA LA MECCANICA meccanica dei solidi staticadinamica CINEMATICA che si può suddividere in meccanica dei fluidi che si può suddividere in la possiamo suddividere in LA MECCANICA fluidodinamicafluidostatica

11 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA LA CINEMATICA posizione e tempo CINEMATICA studia il LA MECCANICA il moto dei corpi della cui descrizione si occupa la le cui grandezze fondamentali sono il cui legame si rappresenta con grafico orario equazione oraria a partire dalle quali si definisce la velocità delle cui relazione con le forze si occupa la DINAMICA una retta il cui grafico è uniforme la cui equazione oraria è s = v  t+s 0 la cui pendenza dipende dalla se si mantiene costante il moto è

12 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA LA DINAMICA il moto e le forze applicate si occupa delle relazioni tra LA DINAMICA la cui 2° legge 1° legge se forza = 0 velocità = costante allora stabilisce che forza = massa x accelerazione stabilisce che

13 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA LA STATICA FORZE LAVORO INTERAZIONE CORPI RIGIDI PRESSIONE LIQUIDI EQUILIBRIO LEGGE DI STEVINO ENERGIA POTENZIALE sia RISULTANTE = 0 che MOMENTO = 0 hanno presuppongono una si ha se le dei si ha quando è minima la descrivibile in termini di regolata dalla producono una possono compiere è uguale alla perdita di

14 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA ONDE L’ONDA propagazione a distanza di una perturbazione (variazione di grandezza fisica) che trasporta energia senza trasportare materia è una si possono suddividere in tipi diversi dipendenti da tipo di grandezza direzione di propagazione modo di propagazione modo di oscillazione Onde meccaniche Onde elettromagnetiche si suddividono in Onde unidimensionali Onde bidimensionali Onde tridimensionali Onde longitudinali Onde trasversali si suddividono in Onde periodiche Onde armoniche si suddividono in

15 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA EQUILIBRIO TERMICO variazioni di temperatura EQUILIBRIO TERMICO per raggiungere il quale i corpi scambiano calore calore specifico il cui effetto dipende dal che influenza le che quantifica le sensazioni termiche TEMPERATURA stato termico di un corpo è un indice dello si misura con il termometro uno dei quali è il termometro a mercurio variazioni cromatiche (di colore) dilatazione termica (variazioni delle dimensioni) passaggi di stato che sfrutta si ha quando tutti i punti dei corpi sono alla stessa che provocano che produce

16 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA STRUTTURA della MATERIA MATERIA che formano la molecole danno origine alle ATOMI che si presenta allo stato solido aeriforme liquido se è prevalente la agitazione termica animate dal moto di se sono prevalenti le forze intermolecolari tenute insieme dalle le cui variabili di stato sono temperaturavolumepressione

17 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA ELETTROMAGNETISMO fenomeni elettrici fenomeni in corrente alternata fenomeni in corrente continua corrente fenomeni elettrostatici che si suddividono in fenomeni magnetici si può suddividere in ELETTROMAGNETISMO fenomeni elettromagnetici che riguardano i magneti naturali Magneti artificiali corrente-magnete, magnete-corrente e corrente-corrente che riguardano le interazioni

18 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA FENOMENI ELETTROSTATICI CORPI CARICHI su di essi sono presenti Cariche Elettriche possedute da due tipi di particelle dell’atomo elettroniprotoni che si manifestano tramite la forza elettrica regolata dalla legge di Coulomb conduttori isolanti contatto o induzione strofinio se hanno un eccesso (in più) o un difetto (in meno) di CORPI possono essere CORPI ELETTRIZZATI possono essere si elettrizzano per sono in grado di attrarre piccoli oggetti nelle vicinanze

19 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA CARICA ELETTRICA grandezza fisica scalare CARICA ELETTRICA isolante conduttore è una dà origine alla possiede che è una proprietà del regolata dalla legge di Coulomb corpo Elettrizzato per contatto Elettrizzato per strofinio Elettrizzato per induzione può essere corpo carico corpo neutro chiamato anche Energia potenziale elettrica Corrente elettrica Forza elettrica si manifesta tramite una Campo elettrico Potenziale elettrico genera può essere rivelato da una

20 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA FORZA ELETTRICA si manifesta tra corpi CARICHI positivinegativi che possono essere a causa della presenza di cariche elettriche che sono una proprietà fisica di elettroni e protoni che si trovano all’interno degli atomi che può essere descritta in termini di CAMPO ELETTRICO è prodotto da un sistema di agisce e può essere rivelato da una cariche elettriche carica elettrica di prova che è una proprietà dei punti dello spazio regolata dalla legge di Coulomb di manifestare una FORZA ELETTRICA su una carica di prova messa in quei punti

21 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA POTENZIALE ELETTRICO ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA dai cui dipende la lavoro elettrico compie un La forza elettrica potenziale elettrico assume lo stesso valore nei conduttori (carichi e non) in equilibrio elettrostatico le cui proprietà sono sfruttate nei condensatori elettrici i cui punti sono allo stesso superficie equipotenziale la cui superficie è una è perpendicolare alla il campo elettricocampo elettrico è nullo all’interno dei che sono elementi dei circuiti elettrici capacità elettrica caratteriz- zati dalla pari al rapporto tra la Carica elettrica ed il se relativa ad una carica unitaria rappresenta il

22 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA CAMPO ELETTRICO legge di Coulomb forza elettrica lavoro conduttore in equilibrio elettrostatico condensatori a cui si può associare una fenomeni di elettrizzazione descritta dalla è una proprietà dei punti dello spazio capacità elettrica originati dalle cariche elettriche interagiscono tramite una CAMPO ELETTRICO è perpendicolare alla superficie del dividendola per la carica di prova si ottiene il compiuto dalla energia potenziale che dipende dalla dividendola per la carica di prova si ottiene il potenziale elettrico si distribuiscono sulla superficie di un è una proprietà dei caratterizzato da una le cui proprietà si sfruttano nei

23 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA CORRENTE ELETTRICA solidi che possono essere isolanti liquidi si verifica nella soluzione elettrolitica i portatori di carica sono ioni gas si verifica se sono sottoposti a tensioni molto elevate i portatori di carica sono ioni vuoto si verifica nei tubi elettronici i portatori di carica sono elettroni semiconduttoriconduttori i portatori di carica sono elettroni i portatori di carica sono elettroni o lacune i portatori di carica sono non ci sono circola nei CORRENTE ELETTRICA circola nei circuiti elettrici produce diversi effetti tra cui termico luminoso elettromeccanico magnetico i cui elementi possono essere

24 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA RELAZIONE CORRENTE ELETTRICA CAMPO MAGNETICO CAMPO MAGNETICO genera il che da origine alla elettromeccanico che produce energia meccanica che produce calore effetti della corrente dove si producono gli circuito elettrico inserito in un carico resistenza elettrica la sua intensità dipende dalla è prodotta da una scorre all’interno di un corpo che caratterizza il differenza di potenziale che può essere semiconduttore conduttore per cui valgono le i cui portatori di carica sono Elettroni o lacune leggi di Ohm che genera l’effetto forza magnetica termico agisce su CORRENTE ELETTRICA

25 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA CAMPO MAGNETICO 1 forza magnetica è associato alla CAMPO MAGNETICO la cui intensitàdirezione e verso si misura a partire dalla forza agente su un filo percorso da corrente elettrica è generato e agisce su sostanze ferromagnetiche coincidono con quelle secondo cui si orienta un ago costituito da

26 INIZIO Aggiornato al 16/2/2012 Redatto dal prof. Salvatore MURANA CAMPO MAGNETICO 2 CAMPO MAGNETICO forza di Lorentz da origine alla forze magnetiche da origine alla agisce sulle cariche elettriche in movimento è prodotto dalle all'interno dei circuiti elettrici nei si esercitano sui interagiscono con correnti elettroniche microscopiche sotto forma di esercitate tra correnti elettriche macroscopiche corpi magnetici


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