giovedì 21 febbraio 2013

Il momento delle forze

Un corpo rigido, a differenza del punto materiale, può anche ruotare.

"Il braccio di una forza F rispetto a un punto O è dato dalla distanza tra il punto O e la retta che contiene F"
Definiamo quindi il momento di una forza  come "Il movimento di una forza F rispetto a un punto O è uguale al prodotto dell'intensità F della forza  per il braccio b".


M=F b           F=M/b         b=M/F               (ricorda  b=braccio)

Il momento della forza ha segno positivo se ruota in senso antiorario, negativo in senso orario.
L'unità di misura del momento  è  N m.

Il momento di una coppia di forze è data da due forze, uguali e opposte, applicate in due punti diversi di un corpo rigido.
"Definiamo il momento di una coppia  come la somma dei momenti delle forze rispetto al punto mediio O. Esso è uguale al prodotto dell'intensità F di una forza per la distanza d tra le rette di azione delle due forze"

M= F d
esempio: pensiamo alla chiave nella toppa della serratura, ad una bici quando ruotiamo il manubrio, la maniglia di una porta, ecc
quindi M=Fb + Fb   dove d= distanza  e  comprende i due bracci b1+b2
i segni sono come per il momento della forza visto sopra antiorario=positivo e orario=negativo

Il momento di una forza è una grandezza vettoriale avente la drezione perpendicolare al piano individuato da F e verso offerto dalla regola della mano destra allorquando r si sovrappone ad F descrivendo l'angolo alfa
possiamo scrivere cosi il prodotto verttoriale: M = rF
ed in modulo: M = r F senϑ   dove senϑ è l'angolo che si forma tra due vettori; ed M è dato dalla regola della mano destra.



domenica 17 febbraio 2013

Effetto di più forze su un corpo rigido

Due o più forze applicate ad un punto materiale danno una forza risultante che è la somma delle forze applicate. Tutto questo è vero fino ad un certo punto, infatti constatato che
"una forza che agisce su un corpo rigido può essere spostata lungo la sua retta d'azione in un altro punto dello stesso  corpo, senza che l'effetto della forza cambi".
Possono verificarsi casi diversi tipo:
1) le forze sono applicate lungo la stessa retta d'azione;
2) le forze sono dette parallele (concordi e discordi);
3) le forze agiscono lungo rette d'azione che s'intersecano, in questo caso si dicono concorrenti.

caso 1 stessa retta d'azione    
 


caso 2 parallele concordi



caso 2 parallele discordi



 


caso 3 concorrenti (si applica la regola del parallelogramma)

venerdì 15 febbraio 2013

Laboratorio:misure con il calibro e il righello

Una prova che non manca mai nel programma di laboratorio di fisica è la misura diretta con uno strumento di misura molto usato non solo in laboratorio ma anche nella vita quotidiana, a casa, sul lavoro, nell'officine ecc. Stiamo parlando del calibro a cursore, uno strumento molto preciso ed accurato.

Per la descrizione del calibro e del modello della prova di laboratorio vi rimando ai seguenti link:

 istruzioni uso calibro                   misura di un oggetto con il calibro

ps. le immagini de istruzioni uso calibro non si vedono bene pertanto vi rimando al seguente link:

uso del calibro                         ricerca sul calibro                                                  istruzioni

Conduttori, semiconduttori e isolanti

 
Le sostanze che favoriscono al loro interno il passaggio della corrente elettrica sono dette conduttori; quelle invece che impediscono il passaggio della corrente sono dette isolanti.
Solo poche sostanze, principalmente i metalli, sono buoni conduttori dell’elettricità. Ciò dipende dal fatto che i metalli sono composti da atomi che hanno una struttura elettronica costituita da una serie di livelli (bande) completamente occupati ed un livello più esterno non completamente occupato, contenente uno, due o a volte anche tre elettroni di valenza . Nei metalli allo stato solido, gli elettroni di valenza sono praticamente liberi di muoversi; essi si trovano in un livello di energia più elevato: si dice che sono in banda di conduzione.
Un campo elettrico applicato al metallo, anche se piccolo, produce un moto di deriva e quindi una corrente elettrica.
In molte sostanze tuttavia, gli elettroni di valenza sono legati agli ioni positivi del reticolo. A causa della mancanza di elettroni liberi e quindi di portatori di carica, in queste sostanze è molto difficile produrre una corrente elettrica ; queste sostanze sono chiamate dielettrici e sono isolanti.
Vi è un’altra categoria di sostanze, chiamate semiconduttori costituite da materiali che hanno un comportamento diverso sia dai conduttori che dagli isolanti. In essi gli elettroni riempiono tutta la banda di valenza e non vi sono elettroni “liberi” nella banda di conduzione, proprio come negli isolanti. Nei semiconduttori, però, l’energia necessaria per far passare un elettrone dalla banda di valenza a quella di conduzione è circa da 1/5 a 1/10 dell’energia di eccitazione di un isolante.
Un aumento di temperatura può avere l’effetto di liberare alcuni elettroni dai loro legami e mandarli in banda di conduzione. I semiconduttori hanno quindi una conducibilità elettrica.
I semiconduttori più usati sono germanio, silicio, tellurio.
tabella materiali conduttori
Materiale
Resistività a 0 °C
Coeff. di temperatura
CONDUTTORI
Argento
Rame elettrolitico
Rame
Bronzo fosforoso
Oro
Alluminio
Tungsteno
Ottone
Ferro puro
Platino
Ferro dolce
Stagno
Piombo
Argentana
Manganina
Ferro-silicio
Costantana
Ferro-nichel
Mercurio
Nichel-cromo
0,015
0,016
0,017
0,018
0,021
0,028
0,050
0,085
0,100
0,103
0,13
0,13
0,20
0,35
0,40
0,50
0,50
0,80
0,94
1
0,0036
0,0042
0,0043
0,0040
0,0036
0,0043
0,0042
0,0039
0,0050
0,0036
0,0048
0,0045
0,0043
0,00017
0,00001
0,001
0,000008
0,0007
0,00089
0,0001

Il coefficiente di temperatura a0 viene fornito per una temperatura di riferimento di 0 °C. Qualora si abbia una temperatura di riferimento f °C, il nuovo valore di af si ricava dalla formula:
af = a0 / 1 + a0 x f
Tabella semiconduttori
Semiconductors

Multipli e sottomultipli, unità fondamentali e derivate

Sistema Internazionale-prefissi
fattore di
moltiplicazione
prefisso
simbolo
valore
10 24
yotta
Y
1 000 000 000 000 000 000 000 000
10 21
zetta
Z
1 000 000 000 000 000 000 000
10 18
exa
E
1 000 000 000 000 000 000
10 15
peta
P
1 000 000 000 000 000
10 12
tera
T
1 000 000 000 000
10 9
giga
G
1 000 000 000
10 6
mega
M
1 000 000
10 3
chilo
k
1 000
10 2
etto
h
100
10 1
deca
da
10
10 -1
deci
d
0.1
10 -2
centi
c
0.01
10 -3
milli
m
0.001
10 -6
micro
µ
0.000 001
10 -9
nano
n
0.000 000 001
10 -12
pico
p
0.000 000 000 001
10 -15
femto
f
0.000 000 000 000 001
10 -18
atto
a
0.000 000 000 000 000 001
10 -21
zepto
z
0.000 000 000 000 000 000 001
10 -24
yocto
y
0.000 000 000 000 000 000 000 001
Unità fondamentali
Grandezza fisica
Simbolo della
grandezza
Nome dell'unità SI
Simbolo dell'unità SI
l
m
m
kg
t
s
I, i
A
T
K
n
mol
Iv
cd
Unità derivate
Grandezza fisica
Simbolo della
grandezza
Nome dell'unità SI
Simbolo dell'unità SI
Equivalenza in termini di unità fondamentali SI
Nomi e simboli speciali
f, ν
Hz
s−1
 
F
N
kg · m · s−2
 
p
Pa
N · m−2
= kg · m−1 · s−2
E, Q
J
N · m
= kg · m2 · s−2
P, W
W
J · s−1
= kg · m2 · s−3
q
C
A · s
 
V, E
V
J · C−1
= m2 · kg · s−3 · A−1
R
Ω
V · A−1
= m2 · kg · s−3 · A−2
G
S
A · V−1
= s3 · A2 · m−2 · kg−1
C
F
C · V−1
= s4 · A2 · m−2 · kg−1
B
T
V · s · m−2
= kg · s−2 · A−1
Φ(B)
Wb
V · s
= m2 · kg · s−2 · A−1
L
H
V · s · A−1
= m2 · kg · s−2 · A−2
T
°C
K[2]

φ, θ
rad
1
= m · m−1
Ω
sr
1
= m2 · m−2
 
lm
cd · sr
 
 
lx
cd · sr · m−2
 
D
D
m−1
 
A
Bq
s−1
 
D
Gy
J · kg−1
= m2 · s−2
H
Sv
J · kg−1
= m2 · s−2
E
Sv
J · kg−1
= m2 · s−2
 
kat
mol · s−1
 
Altre grandezze
A

m2
 
V

m3
 
v

m · s−1
 
ω


s−1
rad · s−1
 
a


m · s−2
 



N · m
= m2 · kg · s−2
n


m−1
 
ρ


kg · m−3
 
volume specifico



m3 · kg−1
 



mol · dm−3
 
Vm


m3 · mol−1
 
C, S


J · K−1
= m2 · kg · s−2 · K−1
calore molare, entropia molare
Cm, Sm


J · K−1 · mol−1
= m2 · kg · s−2 · K−1 · mol−1
calore specifico, entropia specifica
c, s


J · K−1 · kg−1
= m2 · s−2 · K−1
energia molare
Em


J · mol−1
= m2 · kg · s−2 · mol−1
energia specifica
e


J · kg−1
= m2 · s−2
densità di energia
U


J · m−3
= m−1 · kg · s−2
σ


N · m−1
= J · m−2
= kg · s−2
densità di flusso calorico, irradianza
σ


W · m−2
= kg · s−3



W · m−1 · K−1
= m · kg · s−3 · K−1
η


m2 · s−1
 
ρ


N · s · m−2
= Pa · s
= m−1 · kg · s−1
densità di carica elettrica



C · m−3
= m−3 · s · A
densità di corrente elettrica
j


A · m−2
 
ρ


S · m−1
= m−3 · kg−1 · s3 · A2
conduttività molare
ρ


S · m2 · mol−1
= kg−1 · mol−1 · s3 · A2
ε


F · m−1
= m−3 · kg−1 · s4 · A2
μ


H · m−1
= m · kg · s−2 · A−2
(intensità) di campo elettrico
F, E


V · m−1
= m · kg · s−3 · A−1
(intensità) di campo magnetico
H


A · m−1
 
M


A · m−1
 


cd · m−2
 
esposizione (raggi X e gamma)



C · kg−1
= kg−1 · s · A
tasso di dose assorbita



Gy · s−1
= m2 · s−3