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Pagina V
Indice
Indice delle applicazioni selezionate IX
Prefazione XIII
Allo studente XIX
Note all’edizione italiana XXVII
Il sito web dedicato al libro XXVII
Gli autori XXVIII
Ringraziamenti XXIX
Capitolo
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1
Introduzione
1
Perché studiare la fisica? 1
Parlare in termini fisici 2
L’uso della matematica 2
La notazione scientifica
e le cifre significative 4
Le unità di misura 7
L’analisi dimensionale 10
Le tecniche per risolvere i problemi 12
L’approssimazione 13
I grafici 14
Capitolo
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Capitolo
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.4
3.5
Forze
25
Le forze 25
Forza totale (forza netta o risultante
delle forze) 28
Inerzia ed equilibrio: prima legge
della dinamica 31
Somma di vettori utilizzando
le componenti 36
Coppie di forze: terza legge di Newton
sul moto 43
Forza di gravità 45
Forze di contatto 48
Tensione 57
Forze fondamentali 61
Capitolo
3.1
3.2
3.3
2
3
Accelerazione e seconda
legge di Newton
sul moto 77
Posizione e spostamento 77
Velocità 82
La seconda legge sul moto
di Newton 89
Come applicare la seconda legge sul moto
di Newton 97
Velocità relativa e sistemi
di riferimento 104
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Moti con velocità
variabile 121
Moto lungo una retta in presenza di una
forza costante 121
Moto rettilineo uniformemente accelerato:
visualizzazione del moto lungo una retta
con accelerazione costante 128
Caduta libera 133
Moto di un proiettile 136
Peso apparente 143
Resistenza dell’aria 146
Capitolo
PARTE I - Meccanica
4
5
Il moto circolare
Descrizione del moto circolare uniforme 161
L’accelerazione centripeta 167
Le curve normali e le curve sopraelevate
(paraboliche) 173
Le orbite circolari di satelliti e pianeti 176
Il moto circolare non uniforme 181
L’accelerazione tangenziale e angolare 185
Il peso apparente e la gravità artificiale 188
Problemi di riepilogo: capitoli 1-5
Capitolo
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6
199
La conservazione
dell’energia 203
La legge di conservazione dell’energia 203
Il lavoro compiuto da una forza
costante 204
L’energia cinetica 213
L’energia potenziale gravitazionale (1) 215
L’energia potenziale gravitazionale (2) 221
Il lavoro compiuto da una forza
non costante 223
L’energia potenziale elastica 229
La potenza 233
Capitolo
7.1
7.2
7.3
7.4
161
7
La quantità di moto 249
Una legge di conservazione vettoriale 249
La quantità di moto 250
Il teorema dell’impulso 252
La conservazione della quantità di moto 259
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Il centro di massa 263
Il moto del centro di massa 265
Gli urti in una dimensione 268
Gli urti in due dimensioni 273
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
L’energia cinetica rotazionale e il momento
di inerzia 287
Il momento torcente 292
Il lavoro del momento torcente 296
L’equilibrio di un corpo rigido 297
La seconda legge di Newton per il moto
rotazionale 301
Il moto di corpi che rotolano 303
Il momento angolare 304
La natura vettoriale del momento
angolare 307
L’equilibrio nel corpo umano 308
11.6
8
Problemi di riepilogo: capitoli 6-8
Capitolo
9
I fluidi
326
Stati di aggregazione della materia 329
La pressione 330
Il principio di Pascal 332
L’effetto della forza di gravità
sulla pressione di un fluido 334
9.5 Metodi di misura della pressione 337
9.6 Il principio di Archimede 340
9.7 Fluidi in movimento 345
9.8 L’equazione di Bernoulli 348
9.9 La viscosità 352
9.10 Resistenza viscosa 355
9.11 La tensione superficiale 357
Capitolo
11.7
11.8
11.9
11.10
11.11
11.12
11.13
11.14
11.15
11.16
11.17
11.18
329
9.1
9.2
9.3
9.4
10 Elasticità
e oscillazioni
371
Le deformazioni elastiche nei solidi 371
La legge di Hooke per forze di trazione e
di compressione 371
10.3 Oltre la legge di Hooke 374
10.4 Deformazioni di taglio e di volume 377
10.5 Il moto armonico semplice 381
10.6 Il periodo e la frequenza per il moto
armonico semplice 384
10.7 Analisi grafica del moto armonico
semplice 389
10.8 Il pendolo 391
10.9 Oscillazioni smorzate 396
10.10 Oscillazioni forzate e risonanza 397
10.1
10.2
Capitolo
Il momento torcente e il
momento angolare 287
Capitolo
8.1
Pagina VI
Indice
VI
7.5
7.6
7.7
7.8
16:47
11 Onde e acustica 409
Le onde e il trasporto di energia 409
Le onde trasversali e longitudinali 412
La velocità delle onde trasversali
su una corda 414
Le onde periodiche 415
La descrizione matematica
di un’onda 416
La rappresentazione grafica
delle onde 418
Il principio di sovrapposizione 420
La riflessione e la rifrazione 421
L’interferenza e la diffrazione 424
Le onde stazionarie 427
Le onde sonore 430
L’ampiezza e l’intensità delle onde
sonore 432
Le onde sonore stazionarie 435
Il timbro 437
L’orecchio umano 438
I battimenti 441
L’effetto Doppler 442
L’ecolocalizzazione e l’imaging applicato
alla medicina 445
Problemi di riepilogo: capitoli 9-11
459
PARTE II - Termofisica
Capitolo
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
12.8
Temperatura 461
Le scale della temperatura 462
Dilatazione termica di solidi
e liquidi 463
Descrizione molecolare di un gas 468
Temperatura assoluta e la legge dei gas
ideali 470
Teoria cinetica dei gas ideali 474
Temperatura e velocità di reazione 479
Urti tra le molecole di gas 481
Capitolo
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
12 Temperatura
e gas ideali 461
13 Il calore
495
L’energia interna 495
Calore 497
La capacità termica e il calore specifico 500
Il calore specifico di gas ideali 504
Le transizioni di fase 506
La conduzione termica 513
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Pagina VII
Indice
13.7
13.8
Capitolo
La convezione termica 516
L’irraggiamento 520
Capitolo
14 La termodinamica 537
La prima legge della termodinamica 537
Le trasformazioni termodinamiche 539
Le trasformazioni termodinamiche
di un gas ideale 543
14.4 Le trasformazioni reversibili
e irreversibili 549
14.5 Le macchine termiche 550
14.6 Le macchine frigorifere e le pompe
di calore 554
14.7 Le macchine termiche e le pompe di calore
reversibili 556
14.8 Il ciclo di Carnot 559
14.9 L’entropia 561
14.10 L’interpretazione statistica dell’entropia 565
14.11 La terza legge della termodinamica 568
14.1
14.2
14.3
Problemi di riepilogo: capitoli 12-14
VII
17 La corrente elettrica
e i circuiti 663
La corrente elettrica 663
La fem e i circuiti 665
Rappresentazione microscopica
della corrente in un metallo:
il modello dell’elettrone libero 668
17.4 La resistenza e la resistività 670
17.5 Le regole di Kirchhoff 677
17.6 I circuiti in serie e in parallelo 677
17.7 L’analisi dei circuiti usando le leggi
di Kirchhoff 684
17.8 La potenza e l’energia nei circuiti 686
17.9 La misura delle correnti e delle tensioni 689
17.10 I circuiti RC 690
17.11 La sicurezza elettrica 694
17.1
17.2
17.3
Capitolo
18 Campi magnetici e forze
magnetiche 711
578
Campi magnetici 711
Forza magnetica su una carica
puntiforme 715
18.3 Una particella carica che si muove in un
campo magnetico uniforme nella direzione
perpendicolare alle linee di campo 721
18.4 Moto di una particella carica in un campo
magnetico uniforme: principi generali 725
18.5 Una particella carica che attraversa campi
E
e
B 726
18.6 La forza magnetica su un filo percorso
da corrente 731
18.7 Momento su una spira percorsa
da corrente 733
18.8 Campo magnetico prodotto
da una corrente elettrica 737
18.9 Legge di Ampère 742
18.10 Materiali magnetici 744
18.1
18.2
PARTE III - Elettromagnetismo
Capitolo
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
16.4
16.5
16.6
16.7
581
La carica elettrica 581
Conduttori elettrici e isolanti 585
La legge di Coulomb 589
Il campo elettrico 593
Moto di una carica puntiforme in un campo
elettrico uniforme 601
Conduttori in equilibrio elettrostatico 604
Il teorema di Gauss per il campo
elettrico 607
Capitolo
16.1
16.2
16.3
15 Forze
e campi elettrici
16 Il potenziale
elettrico 623
L’energia potenziale elettrica 623
Il potenziale elettrico 626
La relazione tra il campo elettrico
e il potenziale elettrico 634
La conservazione dell’energia per cariche
in movimento 637
I condensatori 638
I dielettrici 642
Energia immagazzinata
in un condensatore 647
Capitolo
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
19.6
19.7
19 L’induzione
elettromagnetica 761
La fem indotta 761
La legge di Faraday 764
La legge di Lenz 767
Generatori elettrici 770
Campi elettrici indotti 774
I trasformatori 775
Le forze elettromotrici e le correnti
sinusoidali; le resistenze nei circuiti
a corrente alternata 777
Problemi di riepilogo: capitoli 15-19
785
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Pagina VIII
Indice
VIII
22.6
22.7
PARTE IV - Onde
elettromagnetiche
e ottica
Capitolo
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
21.2
21.3
21.4
21.5
21.6
21.7
21.8
21.9
789
21 La riflessione
e la rifrazione
della luce 823
I fronti d’onda, i raggi di luce e il principio
di Huygens 823
La riflessione della luce 826
La rifrazione della luce:
la legge di Snell 828
La riflessione totale 832
La polarizzazione per riflessione 837
La formazione delle immagini attraverso
la riflessione o la rifrazione 838
Gli specchi piani 840
Gli specchi sferici 842
Le lenti sottili 849
Capitolo
22.1
22.2
22.3
22.4
22.5
Capitolo
Cariche in accelerazione producono onde
elettromagnetiche 789
Le equazioni di Maxwell 791
Antenne 792
Lo spettro elettromagnetico 795
Velocità di un’onda elettromagnetica
nel vuoto e nella materia 798
Caratteristiche delle onde elettromagnetiche
nel vuoto 803
Energia trasportata dalle onde
elettromagnetiche 804
Polarizzazione 808
L’effetto Doppler per le onde EM 813
Capitolo
21.1
20 Le onde
elettromagnetiche
22 Gli strumenti ottici 865
I sistemi di lenti 865
Le macchine fotografiche 869
L’occhio 872
La lente di ingrandimento 877
I microscopi 879
I telescopi 882
Le aberrazioni di lenti e specchi 886
23 Interferenza
e diffrazione
897
L’interferenza costruttiva e distruttiva 897
L’interferometro di Michelson 903
I film sottili 904
L’esperimento della doppia fenditura
di Young 910
23.5 I reticoli 914
23.6 La diffrazione e il principio di Huygens 918
23.7 La diffrazione da singola fenditura 921
23.8 La diffrazione e la risoluzione degli
strumenti ottici 924
23.9 La diffrazione dei raggi X 927
23.10 L’olografia 928
23.1
23.2
23.3
23.4
Problemi di riepilogo: capitoli 20-23
940
PARTE V - Fisica nucleare
Capitolo
24.1
24.2
24.3
24.4
24.5
24 La fisica nucleare
943
La struttura nucleare 943
L’energia di legame 946
Radioattività 949
Cinetica del decadimento radioattivo e vita
media di una sorgente 956
Effetti biologici delle radiazioni 961
Appendice A
Richiami di matematica 971
Appendice B
Valori relativi ad alcuni nuclidi 985
Risposte a quesiti e problemi
selezionati 987
Fonti delle illustrazioni
Indice analitico
1009
1007
