Show Menu
Cheatography
  1. Home >
  2. Education >

Fisica Cheat Sheet (DRAFT) by

Basi di fisica 1 , con dinamica, cinematica, fluidi e corrente elettrica e vettori

This is a draft cheat sheet. It is a work in progress and is not finished yet.

Unità fondam­entali del S.I.

Lunghezza
metro
m
Tempo
secondo
s
Massa
chilog­rammo
kg
Corrente elettrica
ampere
A
Temper­atura
kelvin
K
Quantità di sostanza
mole
mol
Intensità luminosa
candela
cd

Costanti

Accele­razione di gravità
g
9.80 m/s2
Costante gravit­azi­onale
G
6.67•10-11 N•m2/kg2
Numero di Avogadro
NA
6.02•1023 mol-1
Carica del'el­ettrone
e
1.60•10-19 C
Costante dei gas
R
8.314 J/(mol­•K)­=1.99 cal/(m­ol•­K)=­0.0821 atm•li­tro­/(m­ol•K)
Costante dielet­trica del vuoto
ε0
8.85•10-12 C2/(N•m2)
Velocità della luce nel vuoto
c
3.00•108 m/s
Alcuni valori numerici e formule geomet­riche:
π=3.14­15927
e=2.71­82818
1 rad= 57.295­7795°
Circon­ferenza = 2 • r • π
Area cerchio= π•r²
Area sfera=­4•π•r2
Volume sfera= 4/3•​π•r3

Classi­fic­azione generale della fisica

Meccanica: studio del moto degli oggetti e i relativi concetti di forza e di energia
Cinematica: descri­zione di come gli oggetti si muovono
Dinamica: si occupa delle forze e del perché gli oggetti si muovono in un determ­inato modo

Sistemi di riferi­mento e sposta­mento

Gli assi x,y e z sono sempre perpen­dic­olari tra loro.
L'origine si trova nel punto x=0, y=0, z=0.
Ogni punto sul piano cartesiano può essere indivi­duato fornendo le sue cordinate x,y,z.

Vettori vs. scalari

Vettori
Scalari
direzione
numero
modulo (o intens­ità­/am­piezza)
unità di misura
valore

Somma tra vettori

se stessa direzione
somma aritmetica
se direzioni opposte
sottra­zione
se ortogonali
calcolo ipotenusa con teorema di Pitagora
se non sono sulla stessa retta
geomet­ric­amente: metodo del parall­elo­gramma o testa-coda
 
calcolo delle componenti
Calcolo delle componenti:
Vy=V senθ
Vx=V cosθ
V=sqrt(Vx2+Vy2)

Distanza e sposta­mento

Distanza: lunghezza comple­ssiva del tragitto, dal punto di partenza a quello di arrivo. La distanza è una quantità scalare (non ha verso) ed è sempre positiva
Sposta­mento: rappre­senta di quanto l'oggetto è lontano dal suo punto di partenza. Grandezza che ha sia intensità sia direzione, quindi, è una grandezza vettoriale. Si calcola attraverso la variazione (valore finale - valore iniziale)

Velocità

Velocità scalare media
la distanza percorsa durante il suo cammino divisa per il tempo che impega a percorrere tale distanza.
 
vsm=dist percor­sa/­tempo N.B. usa distanza e non sposta­mento
Velocità vettoriale
indica l'insieme del modulo o intensità (esprime quanto rapida­mente si sta muovendo) e la direzione in cui sta muovendo. VALORE VETTOR­IALE. Usa sposta­mento e non distanza
 
V=Δx/Δt
Velocità istantanea
è la velocità media durante un intervallo di tempo infini­tamente piccolo (tempo tende a 0)

Accele­razione

Accele­razione
dice con quale rapidità la velocità di un oggetto sta cambiando. L'acce­ler­azione è un vettore
Accele­razione media
la variazione della velocità divisa per il tempo impiegato per tale cambia­mento
 
Am=Δv/Δt
Accele­razione istantanea
l'acce­ler­azione media calcolata su un intervallo di tempo infini­tamente corto in un dato istante.

Decele­razione

Decele­razione
si ha quando il vettore velocità e il vettore accele­razione puntano in direzioni opposte.

Moto con accele­razione costante

In questo caso l'acce­ler­azione istantanea e quella media sono uguali
Accele­razione costante: x=1/2 at2+v0t+x0
Un esempio di moto unifor­memente accelerato è quello di un oggetto lasciato libero di cadere in prossimità della crosta terrestre. La velocità di caduta di un oggetto non è propor­zionale alla sua massa. L'aria agisce come resistenza nel moto degli oggetti leggeri e con un'ampia superf­icie.

Analisi grafica del moto lineare

Grafico spazio­-tempo
pendenza = velocità media
Grafico veloci­tà-­tempo
pendenza = accele­razione media nell'i­nte­rvallo di tempo

Moto di un proiettile

Il moto di un proiettile è un moto a due dimens­ioni.
L'acce­ler­azione dell'o­ggetto è quella dovuta alla gravità (9.80 m/s2), che agisce verso il basso e assumiamo essere costante
Gittata orizzo­ntale: distanza totale percorsa dal proiet­tile. La gittata massima si ottiene quando l'angolo è pari a 45°. La gittata aumenta col quadrato di v0.
R=(v02sen2θ0)/g
Equazioni cinema­tiche:
Componente X:
vx=vx0
x=x0+vx0t
Componente Y:
vy=vy0-gt
y=y0+vy0t-1/2gt2
vy2=vy02-2g(y-y0)

Dinamica: la forza e la prima legge di Newton

La forza
si divide in forze di contatto e forza di gravità. Un modo per misurare l'inse­nsità (il modulo) della forza è attraverso un dinamo­metro
Prima legge o legge d'inerzia:
ogni oggetto rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme fino a quando non agisca su di esso una forza risultante diversa da zero. La tendenza di un oggetto a mantenere il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme è chiamata inerzia.

Dinamica: la massa e la seconda legge di Newton

La massa
è la misura dell'i­nerzia di un oggetto. Quanto maggiore è la massa di un oggetto, tanto più grande è la forza che occorre per fornirgli una partic­olare accele­razione
 
La massa è una proprietà intrinseca di un oggetto
La seconda legge di Newton
l'acce­ler­azione di un corpo è dirett­amente propor­zionale alla forza risultante che agisce su di esso ed è invers­amente propor­zionale alla massa del'og­getto. La direzione dell'a­cce­ler­azione è la stessa direzione della forza risultante che agisce sul corpo.
 
F=m•a

Dinamica: la terza legge di Newton

La terza legge di Newton
ogniqu­alvolta un corpo esercita una forza su un secondo corpo, il secondo esercita sul primo una forza uguale in direzione opposta
 
FTP=-FPT (forza terra-­piede e forza piede-­terra)

Peso: la forza di gravità e la forza normale

Forza di gravità
seconda legge di Newton applicata a un oggetto che cade: F=m•g
Il peso
il modulo della forza di gravità è comune­mente chiamato peso
Forza normale
quando una forza di contatto agisce perpen­dic­ola­rmente alla superficie comune di contatto è detta forza normale
Corpo in stasi
La forza di gravità e la forza normale devono avere lo stesso modulo, ma direzioni opposte (diverse dalla terza legge di Newton perchè nella legge le due forze agiscono su due oggetti diversi, mentre la forza di gravità e quella normale agiscono sullo stesso oggetto)

Moto circolare

Un oggetto che si muove su una circon­ferenza a una velocità scalare costante v si dice che compie un moto circolare uniforme. il modulo della velocità rimane costante, ma la direzione della velocità cambia contin­uamente via via che l'oggetto si muove lungo la circon­fer­enza. Un oggetto che compie delle rivolu­zioni lungo una traiet­toria circolare è contin­uamente accele­rato, anche se la velocità rimane, in modulo, costante (perchè l'acce­ler­azione è definita come rapidità di variazione della velocità vettor­iale).
Amedia=Δ v/Δ t

Accele­razione nel moto circolare

Acc. media
Am=Δv/Δt
Acc. centripeta o radiale (AR)
AR=v2/r
Acc. istantanea
Δv=v/r •Δl

Frequenza e periodo

Frequenza (f)
numero di giri al secondo
f=1/T
Periodo (T)
tempo necessario per compiere un giro completo
T=1/f
il periodo è collegato anche alla velocità
v=dist­anz­a/tempo
v=2πr/T

Legge gravit­azi­onale di Newton

Modulo della forza gravit­azi­onale
FG=G•mT•mogg/r2
Ogni particella dell'U­niverso attrae ogni altra particella con una forza che è dirett­amente propor­zionale al prodotto delle rispettive masse e invers­amente propor­zionale al quadrato della distanza tra di esse. Questa forza agisce lungo la linea congiu­ngente le due partic­elle.

L'attrito

Attrito dinamico o cinetico
Quando un oggetto in moto lungo una superf­icie, la forza di attrito dinamico agisce in direzione opposta alla velocità dell'o­ggetto. il modulo dipende dalla natura della superf­icie. Fatt=μk•FN
μk
coeffi­ciente di attrito dinamico e il suo valore dipende dalla natura delle due superfici (tabelle di riferi­mento)
Attrito statico
consiste in una forza parallela alle due superfici, che può essere presente anche quando esse non stiano scivolando l'una sull'a­ltra. Fatt=μs•FN
μs
coeffi­ciente di attrito statico (tabelle di riferi­mento)

Lavoro ed energia