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Indice
Indice delle applicazioni selezionate IX
Prefazione XIII
Ringraziamenti XIX
Nota alla seconda edizione italiana XXIII
Ringraziamenti dell’Editore XXV
Autori XXVII
Curatori XXIX
Guida alla lettura XXXI
Capitolo
1
Introduzione
1
Perché studiare la fisica? 1
Parlare in termini fisici 2
Uso della matematica 2
Notazione scientifica
e cifre significative 4
1.5 Unità di misura 7
1.6 Errori nelle misure e propagazione
dell’errore 10
1.7 Analisi dimensionale 13
1.8 Tecniche per risolvere i problemi 15
1.9 Approssimazione 16
1.10 Grafici 17
1.1
1.2
1.3
1.4
PARTE I - Meccanica
Capitolo
2
Forze
3.4
3.5
Come applicare la seconda legge sul moto
di Newton 89
Velocità relativa e sistemi
di riferimento 96
Capitolo
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Moto lungo una retta in presenza di una
forza costante 103
Moto rettilineo uniformemente
accelerato: visualizzazione del moto
lungo una retta con accelerazione
costante 110
Caduta libera 115
Moto di un proiettile 118
Peso apparente 125
Resistenza dell’aria 128
Capitolo
Forze 25
Forza totale (forza netta o risultante
delle forze) 28
2.3 Inerzia ed equilibrio: prima legge
della dinamica 31
2.4 Somma di vettori utilizzando
le componenti 36
2.5 Coppie di forze: terza legge di Newton
sul moto 43
2.6 Forza di gravità 45
2.7 La legge di Hooke e le molle ideali 48
2.8 Forze di contatto 50
2.9 Tensione 60
2.10 Forze fondamentali 64
3.1
3.2
3.3
3
Moti con velocità
variabile 103
25
2.1
2.2
Capitolo
4
Accelerazione e seconda
legge di Newton
sul moto 69
Posizione e spostamento 69
Velocità 74
Seconda legge sul moto
di Newton 81
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
Moto circolare
133
Descrizione del moto circolare uniforme 133
Accelerazione centripeta 139
Curve normali e curve sopraelevate
(paraboliche) 145
Orbite circolari di satelliti e pianeti 148
Moto circolare non uniforme 153
Accelerazione tangenziale e angolare 157
Peso apparente e gravità artificiale 160
Capitolo
6.1
6.2
5
6
Conservazione
dell’energia 163
Legge di conservazione dell’energia 163
Lavoro compiuto da una forza
costante 164
Energia cinetica 173
Energia potenziale gravitazionale (1) 175
Energia potenziale gravitazionale (2) 181
Lavoro compiuto da una forza
non costante 183
Energia potenziale elastica 187
Potenza 191
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Indice
VI
Capitolo
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
Quantità di moto 197
Legge di conservazione vettoriale 197
Quantità di moto 198
Teorema dell’impulso 200
Conservazione della quantità di moto 207
Centro di massa 211
Moto del centro di massa 213
Urti in una dimensione 216
Urti in due dimensioni 221
Capitolo
8.1
7
8
Momento torcente
e momento
angolare 227
Energia cinetica rotazionale e momento
di inerzia 227
Momento torcente 232
Lavoro del momento torcente 236
Equilibrio di un corpo rigido 237
Seconda legge di Newton per il moto
rotazionale 243
Moto di corpi che rotolano 244
Momento angolare 245
Natura vettoriale del momento torcente
e del momento angolare 248
Equilibrio nel corpo umano 254
Capitolo
9
Fluidi 261
Stati di aggregazione della materia 261
Pressione 262
Principio di Pascal 264
Effetto della forza di gravità
sulla pressione di un fluido 266
9.5 Metodi di misura della pressione 269
9.6 Principio di Archimede 272
9.7 Fluidi in movimento 277
9.8 Equazione di Bernoulli 280
9.9 Viscosità 284
9.10 Resistenza viscosa 287
9.11 Tensione superficiale 289
9.1
9.2
9.3
9.4
Capitolo
10 Elasticità
e oscillazioni
Capitolo
11 Onde e acustica 295
11.1
11.2
11.3
11.4
Onde e trasporto di energia 295
Onde trasversali e longitudinali 298
Velocità delle onde trasversali
su una corda 300
Onde periodiche 301
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
11.10
11.11
11.12
11.13
11.14
11.15
11.16
11.17
11.18
Descrizione matematica
di un’onda 302
Rappresentazione grafica
delle onde 304
Principio di sovrapposizione 306
Riflessione e la rifrazione 307
Interferenza e diffrazione 310
Onde stazionarie 313
Onde sonore 316
Ampiezza e intensità delle onde
sonore 318
Onde sonore stazionarie 321
Timbro 323
Orecchio umano 324
Battimenti 327
Effetto Doppler 328
Ecolocalizzazione e l’imaging applicato
alla medicina 331
PARTE II - Termologia
Capitolo
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
12.8
Temperatura 337
Scale della temperatura 338
Dilatazione termica di solidi
e liquidi 339
Descrizione molecolare di un gas 344
Temperatura assoluta e legge dei gas
ideali 346
Teoria cinetica dei gas ideali 350
Temperatura e velocità di reazione 355
Urti tra molecole di gas 357
Capitolo
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7
13.8
13 Calore
363
Energia interna 363
Calore 365
Capacità termica e calore specifico 368
Calore specifico di gas ideali 372
Transizioni di fase 374
Conduzione termica 381
Convezione termica 384
Irraggiamento 388
Capitolo
14.1
14.2
14.3
12 Temperatura
e gas ideali 337
14 Termodinamica 395
Prima legge della termodinamica 395
Trasformazioni termodinamiche 397
Trasformazioni termodinamiche
di un gas ideale 401
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Indice
Trasformazioni reversibili e irreversibili 407
Macchine termiche 408
Macchine frigorifere e pompe
di calore 412
14.7 Macchine termiche e pompe di calore
reversibili 414
14.8 Ciclo di Carnot 417
14.9 Entropia 419
14.10 Interpretazione statistica dell’entropia 423
14.11 Terza legge della termodinamica 426
14.4
14.5
14.6
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
17.4
17.5
17.6
17.7
16 Potenziale
elettrico 463
Energia potenziale elettrica 463
Potenziale elettrico 466
Relazione tra campo elettrico
e potenziale elettrico 474
Conservazione dell’energia per cariche
in movimento 477
Condensatori 478
Dielettrici 482
Energia immagazzinata
in un condensatore 487
Capitolo
17.1
17.2
17.3
431
Carica elettrica 431
Conduttori elettrici e isolanti 435
Legge di Coulomb 439
Campo elettrico 443
Moto di una carica puntiforme in un campo
elettrico uniforme 451
Conduttori in equilibrio elettrostatico 454
Teorema di Gauss per il campo elettrico 457
Capitolo
16.1
16.2
16.3
15 Forze
e campi elettrici
17 Corrente elettrica
e i circuiti 493
Corrente elettrica 493
Fem e circuiti 495
Rappresentazione microscopica
della corrente in un metallo:
il modello dell’elettrone libero 498
Resistenza e la resistività 500
Regole di Kirchhoff 507
Circuiti in serie e in parallelo 507
Analisi dei circuiti usando le leggi
di Kirchhoff 514
17.8
17.9
17.10
17.11
VII
Potenza e l’energia nei circuiti 516
Misura delle correnti e delle tensioni 519
Circuiti RC 520
Sicurezza elettrica 524
Capitolo
18 Campi magnetici e forze
magnetiche 529
Campi magnetici 529
Forza magnetica su una carica
puntiforme 533
18.3 Una particella carica che si muove in un
campo magnetico uniforme nella direzione
perpendicolare alle linee di campo 538
18.4 Moto di una particella carica in un campo
magnetico uniforme: principi generali 542
18.5 Una particella carica che attraversa campi
E
e
B 543
18.6 Forza magnetica su un filo percorso
da corrente 548
18.7 Momento su una spira percorsa
da corrente 550
18.8 Campo magnetico prodotto
da una corrente elettrica 554
18.9 Legge di Ampère 559
18.10 Materiali magnetici 561
18.1
18.2
Capitolo
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
19.6
19.7
19 Induzione
elettromagnetica 565
Fem indotta 565
Legge di Faraday 568
Legge di Lenz 571
Generatori elettrici 574
Campi elettrici indotti 578
Trasformatori 579
Forze elettromotrici e correnti
sinusoidali; resistenze nei circuiti
a corrente alternata 581
PARTE IV - Onde
elettromagnetiche
e ottica
Capitolo
20 Le onde
elettromagnetiche
Capitolo
21 La riflessione e la
rifrazione
della luce
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VIII
Capitolo
Capitolo
Indice
22 Gli strumenti ottici
23 Interferenza
e diffrazione
Appendice A
Richiami di matematica
Appendice B
Valori relativi ad alcuni nuclidi 603
Fonti delle illustrazioni
PARTE V - Fisica nucleare
Capitolo
24 La fisica nucleare
589
Indice analitico
Eserciziario e-1
607
605
