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Laurea Specialistica in Medicina Veterinaria a.a. 2006/2007 Lezioni di Fisica Applicata Dott. Francesco Giordano Testo Consigliato FISICA II edizione Autore:

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Laurea I Livello Scienze dellallevamento, igiene, e benessere del cane e del gatto a.a. 2006/2007 Lezioni di Fisica Applicata Dott. Francesco Giordano.

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1 Laurea Specialistica in Medicina Veterinaria a.a. 2006/2007 Lezioni di Fisica Applicata Dott. Francesco Giordano Testo Consigliato FISICA II edizione Autore: Giancoli Casa Editrice Ambrosiana

2 Programma del corso Grandezze fisiche 1hr Cinematica 2hr Dinamica 2hr +1 Lavoro ed Energia 2hr+1 I Liquidi 1hr I gas 2hr Calorimetria 2hr +1 I fenomeni elettrici 2hr Ottica 2hr +1 Radiazioni ionizzanti 1hr

3 Definizione Operativa confronto Somma campione unitario Grandezze fisiche Grandezza fisica Proprietà misurabile Confronto Somma

4 Campioni unitari 1/ di un quarto di meridiano terrestre custodito dal 1889 nel Bureau International des Poids et des Mesures di Sèvres 1960: di 86 Kr 1983: distanza percorsa in 1/ dalla luce - 1s ~ – esima parte del giorno solare medio. - Nel s = 1/ ,9747 dellanno tropico = intervallo di tempo che intercorre fra due passaggi consecutivi del Sole allequinozio di primavera (21 Marzo) periodi di una transizione del Cs 1kg: cilindro di platino – iridio

5 Nome della grandezza Simbolo della grandezza Nome dell'unità di misura base Simbolo dell'unità di misura Simbolo nel calcolo Dimensionale lunghezzalmetrom[L] massamChilogrammokg[M] tempotSecondos[T] corrente elettrica iAmpereA[I] temperatura termodinamica TKelvinK[Q] quantità della sostanza B nBnB mole di Bmol(B)[N] intensità luminosa InIn CandelaCd[J] Sistema Internazionale S.I.

6 Massa: kilogrammo (kg). La massa campione è costituita da un blocco di lega platino (90%) –iridio (10%) ed è conservata a Parigi. Tempo: secondo (s). Esprime la durata di periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale dellatomo di cesio 133 (133Cs). Lunghezza: metro (m). Lunghezza del cammino percorso dalla radiazione elettromagnetica nel vuoto nellintervallo temporale pari a 1/ secondi. Corrente elettrica: Ampère (A). Intensità della corrente elettrica costante che percorrendo due conduttori paralleli, rettilinei, di lunghezza infinita e di sezione trasversale trascurabile posti alla distanza di un metro uno dallaltro nel vuoto, produce tra questi una forza pari a 2·10 -7 N per metro di lunghezza. Temperatura termodinamica: Kelvin (K). È la frazione 1/ della temperatura termodinamica del punto triplo dellacqua. Intensità luminosa: candela (cd). È lintensità luminosa, nella direzione perpendicolare, emessa da una sorgente che emette radiazione monocromatica alla frequenza di 540·10 12 hertz e che ha unintensità radiante in quella direzione di 1/683 watt per steradiante. Quantità di materia: mole (mol). È la quantità di materia di un sistema che contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi di kg di carbonio 12. Le entità elementari devono essere esplicitate; possono essere atomi, molecole, ioni,…

7 Grandezze derivate: Superficie (lungh.) 2 [L] 2 Volume (lungh.) 3 [L] 3 Velocità (lungh./tempo) [L] [T] -1 Acceleraz. (veloc./tempo)[L] [T] -2 Forza (massa * acc.) [L] [M] [T] -2 Pressione (forza/sup.) [L] -1 [M] [T] -2

8 Sistemi pratici e conversioni ESEMPI DI UNITA PRATICHE Lunghezzaangstrom, anno-luce Tempominuto, ora, giorno, anno Volumelitro Velocità chilometro/ora Pressioneatmosfera, millimetro di mercurio Energiaelettronvolt, chilowattora Calorecaloria Fattori di conversione: MKS cgs 1 m = 10 2 cm1 kg = 10 3 g cgs MKS 1 cm = m1 g = kg MKS, cgs pratici proporzioni con fattori numerici noti e viceversa

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10 Ordini di grandezza: esempi di lunghezze Alcune lunghezze valore in m - dist. del corpo celeste più lontano m (10000 miliardi di miliardi di km) - distanza della stella più vicina m (40000 miliardi di km) - anno-luce m (9000 miliardi di km) - distanza Terra-Sole m = 149 Gm ( 150 milioni di km) - distanza Terra-Luna m = 380 Mm ( km) - raggio della Terra m = 6.38 Mm (6000 km) - altezza del Monte Bianco m = 4.8 km (5 km) - altezza di un uomo m = 1.7 m - spessore di un foglio di carta m = 100 m (1/10 di mm) - dimensioni di un globulo rosso m = 10 m (1/100 di mm) - dimensioni di un virus m = 10 nm (100 angstrom) - dimensioni di un atomo m (1 angstrom) - dimensioni di un nucleo atomico m (1/ di angstrom = 1 fermi)

11 Ordini di grandezza: esempi di tempi Alcuni tempi valore in s - stima delletà dellUniverso s (15 miliardi di anni) - comparsa delluomo sulla Terra s ( anni) - era cristiana s (2000 anni) - anno solare s - giorno solare s - intervallo tra due battiti cardiaci s (8/10 di sec.) - periodo di vibraz. voce basso s (2/100 di sec.) - periodo di vibraz. voce soprano s (50 milionesimi di sec.) - periodo vib. onde radio (FM 100 MHz) s (10 miliardesimi di sec.) - periodo di vib. raggi X s (1 miliardesimo di miliardesimo di sec.)

12 Ordini di grandezza: esempi di masse Alcune masse valore in kg - massa dellUniverso (stima) kg - massa del Sole kg (2000 miliardi di miliardi di miliardi di kg) - massa della Terra kg (6 milioni di miliardi di miliardi di kg) - massa di un uomo kg (70 kg) - massa di un globulo rosso kg (100 milionesimi di miliardesimo di g) - massa del protone kg (1.6 milionesimi di miliardesimo di - massa dellelettrone kg miliardesimo di g)

13 Stima dellerrore di una misura = m = m

14 = s = s

15 Grandezze scalari e vettoriali Grandezze scalari 1 informazione: modulo = numero (risultato misura) Grandezze vettoriali 4 informazioni: modulo direzione verso punto di applicazione direzione modulo verso punto di applicazione a Forza Velocità Accelerazione Momento di una forza … Es. Temperatura Massa Pressione Es.

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18 I VETTORI Definizione Componenti e modulo Somma e differenza Prodotto scalare Prodotto vettoriale Versori

19 Vettori: componenti e modulo y x O vyvy v vxvx Un vettore è univocamente descritto nel piano 2dim dalle sue 2 componenti nello spazio 3dim dalle sue 3 componenti v x = |v|cos( ) v y = |v|sen( ) |v| 2 = v x 2 + v y 2 modulo = |v| 2 [sen 2 ( ) + cos 2 ( )] = |v| 2 1

20 Somma di vettori y x O v 1y v1v1 v 1x v 2x v 2y v2v2 v 3x v 3y v3v3 v 3 = v 1 + v 2 Metodo grafico: diagonale del parallelogrammo costruito sui vettori di partenza Componenti: somma delle componenti dei vettori di partenza v 3x = v 1x + v 2x v 3y = v 1y + v 2y

21 Differenza di vettori y x O v 1y v1v1 v 1x v 2x v 2y v2v2 v 3x v 3y v3v3 v 3 = v 1 - v 2 v 1 = v 3 + v 2 Metodo grafico: altra diagonale del parallelogrammo costruito sui vettori di partenza Componenti: somma delle componenti dei vettori di partenza v 3x = v 1x - v 2x v 3y = v 1y - v 2y

22 Moltiplicazioni di vettori Oltre alla somma e alla differenza si possono definire 2 altre operazioni tra vettori, chiamate prodotti ma non corrispondenti alla consueta idea di moltiplicazione. Prodotto scalare di 2 vettori: scalare il risultato è uno scalare, non più un vettore Prodotto vettoriale di 2 vettori: vettore il risultato è ancora un vettore

23 Prodotto scalare a b = a b cos a b a b = a x b x + a y b y = 0° a b = ab cos = ab b a = 180° a b = ab cos = – ab a b = 90° a b = ab cos = 0 b a il risultato è un numero, non un vettore!

24 Prodotto vettoriale |a b| = a b sen = 0° |a b|= ab sen = 0 b a = 180° |a b|= ab sen = 0 a b direzione ai 2 vettori verso di avanzamento di una vite sovrapponendo v 1 a v 2 (e non viceversa!) (pollice mano destra) v2v2 v1v1 v3v3 v1v1 v2v2 v3v3 = 90° |a b|= ab sen = ab a b c


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