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Fisica

Inerzia

L’inerzia è la riluttanza al moto (o a variazioni di esso), ci fornisce l’informazione di quanto il sistema è disposto a mettere in atto la “causa” al fine di produrre un certo “effetto”.

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Centro di istantanea rotazione

In meccanica applicata alle macchine, si definisce centro di istantanea rotazione quel punto del piano della figura mobile che nella posizione considerata ha velocità nulla; le sue proprietà sono: tangente alla traiettoria e raggio cinematico (congiungente il punto con il centro istantaneo di rotazione) sono ortogonali. Ciò significa che le normali alle tangenti alle traiettorie…

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Albedo geometrica

In astronomia, si definisce albedo geometrica di un corpo il rapporto tra la luce riflessa osservata in opposizione, e quella che sarebbe riflessa da un corpo di dimensioni e geometria orbitale identiche, ma dotato di una superficie Lambertiana, cioè in grado di diffondere in ogni direzione tutta la radiazione incidente. In altre parole il suo…

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Linee di forza

Si definiscono linee di forza, quelle linee orientate, disegnate in modo tale che in ogni punto la tangente alla linea di forza fornisca la direzione del campo di forze in quel punto, mentre il verso del campo è indicato dall’orientazione della linea.

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Campo delle temperature

Si parla di campo delle temperature se è possibile valutare il valore della temperatura in ogni punto di una regione dello spazio. Il campo delle temperature è un campo scalare in quanto ogni punto dello spazio è assunto dal valore della grandezza temperatura (che è una grandezza scalare). Per rappresentare un campo scalare si congiungono…

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Campo gravitazionale

In fisica si definisce campo gravitazionale quel campo di forze (conservativo) associato all’interazione gravitazionale. Secondo la teoria della relatività generale, un campo gravitazionale è espressione della curvatura dello spazio-tempo creata dalla presenza di massa o energia nell’universo. Il campo gravitazionale generato dalla Terra, ad esempio, in prossimità della superficie terrestre assume valori prossimi a 9,8…

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Campo di forze

In fisica, si definisce campo di forze quel campo vettoriale che descrive la presenza di una forza in ogni punto dello spazio. Si tratta di una funzione che associa ad ogni posizione un vettore che ha l’intensità e la direzione della forza. Fra i campi di forze conosciuti, hanno particolare interesse i campi gravitazionali, i…

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Lavoro

In fisica, nello specifico in meccanica, il lavoro di una forza è definito come la capacità della forza stessa applicata in un punto di un corpo materiale, di compiere uno spostamento nella medesima direzione della forza. Il lavoro è una grandezza fisica vettoriale definita come integrale di linea della forza calcolato lungo la traiettoria del…

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Attrito volvente

Si definisce attrito volvente quel fenomeno di resistenza al moto dovuto al rotolamento tra le superfici di due corpi materiali in contatto. La resistenza prodotta dall’attrito volvente è, in generale, molto minore rispetto a quella generata per attrito radente. Leggi dell’attrito volvente Le “leggi dell’attrito volvente” sono state stabilite da Charles-Augustin de Coulomb: legge: l’attrito volvente è proporzionale alla componente…

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Attrito radente

Si definisce attrito radente (di strisciamento) quel fenomeno di resistenza al moto dovuto allo strisciamento tra le superfici di due corpi materiali in contatto, che presentano una certa rugosità superficiale. Nel caso di immobilità relativa al contatto l’inclinazione (angolo di attrito) della forza scambiata tra i punti comuni di due corpi può assumere uno qualsiasi dei…

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Pressione atmosferica (o barometrica)

La pressione atmosferica è la pressione esercitata dal peso della colonna d’aria sovrastante il livello (altitudine) di misurazione (sia essa misurata al suolo terrestre o in quota). La misura della pressione atmosferica viene effettuata con uno strumento chiamato barometro. La pressione atmosferica è variabile sia nello spazio che nel tempo, a seconda dell’altitudine (diminuisce al…

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Aberrazione cromatica

Si definisce aberrazione cromatica la Distorsione dei colori che compongono l’immagine di un corpo celeste al telescopio, causata dalla differente rifrazione dei raggi luminosi. Per correggerla si adottano accorgimenti ottici, come l’uso di un doppietto di lenti.

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Fusione

In chimica e fisica di definisce fusione come un passaggio di stato (o di fase) della materia che trasforma un solido in un liquido a seguito di un incremento della quantità di calore o pressione. Attraverso la somministrazione di calore, le particelle vincolate di un solido si muovono sempre più rapidamente fino ad allontanarsi e…

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Cristallo fotonico

In ottica ed in microfotonica per cristallo fotonico si intende una nanostruttura della materia in cui l’indice di rifrazione ha una modulazione (variazione) periodica dell’indice di rifrazione in una, due o tre dimensioni nello spazio, su scale comparabili con la lunghezza d’onda della luce o, più in generale, di una radiazione elettromagnetica. Questa modulazione periodica…

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Elettrone

L’elettrone è una particella subatomica con carica elettrica negativa capace di caratterizzare sensibilmente la natura e le proprietà chimiche degli elementi.

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Fotone

I fotoni sono particelle elementari, quanti di energia elettromagnetica indivisibili, che possono essere visti come particelle quantistiche con massa a riposo nulla, prive di carica elettrica, vita infinita, spin uguale a uno e velocità di propagazione \(c\) pari a quella della luce, con lunghezza d’onda \(\lambda\) inversamente proporzionale alla frequenza e quindi variabile con la…

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Fotonica

La fotonica è un campo della scienza e dell’ingegneria, che promette di rimpiazzare gli attuali sistemi di calcolo, di elaborazione dei segnali, di monitoraggio e di comunicazione, basati sulla manipolazione di elettroni, con sistemi molto più efficienti, basati invece sulla manipolazione dei fotoni. Alla base della fotonica ci sono i concetti, le leggi ed i…

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Materia

La materia viene definita sia in chimica che in fisica, come qualsiasi sostanza (composta da vari tipi di particelle) che ha massa, inerzia e occupa spazio fisico (avendo volume). La materia si può classificare secondo gli stati di aggregazione, oppure suddividere in organica e inorganica e può appartenere a uno dei tre regni della natura…

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Smagnetizzazione o demagnetizzazione

Si definisce smagnetizzazione, o demagnetizzazione, il processo con cui si porta un materiale magnetizzato allo stato magneticamente neutro, sottoponendolo ad un campo magnetico alternato di intensità decrescente fino a zero. Generalmente non è possibile eliminare completamente il campo magnetico di un materiale magnetizzato, cosicché il processo induce un piccolissimo campo “noto”, a cui ci si riferisce…

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Dicroismo circolare

Si definisce dicroismo circolare quel fenomeno che si osserva quando la luce polarizzata linearmente attraversa un mezzo otticamente attivo uscendone polarizzata ellitticamente. La luce piano-polarizzata può essere descritta in termini di due componenti circolarmente polarizzate: la luce circolarmente polarizzata destra (LCPD) e la luce circolarmente polarizzata sinistra (LCPS). Il vettore campo elettrico associato a questi due…

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Fluido reopectico (o reopessico)

Si definiscono fluidi reopectici (detti anche reopessici o reopettici) quei fluidi a comportamento dipendente dal tempo, che al contrario dei fluidi tissotropici, all’aumentare del tempo, gli sforzi tangenziali continuano a crescere fino a diventare, in qualche caso, talmente grandi al punto che il fluido assume l’aspetto ed il comportamento di un solido (la viscosità aumenta in funzione del tempo…

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Grandezza fisica

Si definisce grandezza fisica quella quantità o entità con cui si descrivono le trasformazioni oppure i fenomeni suscettibili di misurazione. Possono essere di due tipi: scalari oppure vettoriali. Grandezze fisiche scalari e vettoriali Una grandezza scalare è una grandezza che viene descritta unicamente, dal punto di vista matematico, da uno “scalare”, cioè da un numero reale associato ad un’unità…

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Energia

Con il termine energia si definisce la capacità di un corpo materiale o un sistema di corpi, di compiere lavoro a seguito di una variazione di qualche tipo (di temperatura, composizione chimica, velocità, posizione). L’energia è una grandezza fisica la cui unità di misura nel Sistema Internazionale (SI) è il joule (simbolo J). Principio di…

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Temperatura termodinamica

Si definisce l’unità di temperatura termodinamica con il kelvin [K], pari a 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua.

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Reologia

La reologia è la Scienza che studia il moto e la deformazione dei materiali, oltre agli sforzi che ad essa si ricollegano, con particolare riguardo ai fluidi non newtoniani. In altre parole la reologia si occupa di studiare il comportamento di quelle sostanze che posseggono contemporaneamente caratteristiche di elasticità e viscosità.

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Superfici equipotenziali

In Meccanica dei fluidi si definiscono le superfici equipotenziali (potenziale \(U=cost\); \(\textrm{grad}U=0\)) come quelle sono superfici di ugual pressione (isobariche) e ugual densità. In ogni loro punto i vettori \(\vec{F}\) e \(\textrm{grad}P\) sono ad esse normali.

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Suscettività elettrica

Si definisce suscettività elettrica, indicata con \(\chi\), di un materiale dielettrico la misura di quanto esso si polarizza in presenza di un campo elettrico. Essa vale: \[\chi =\dfrac{P}{\varepsilon_0E}\] dove \(P\) rappresenta il vettore polarizzazione, \(\varepsilon_0\) è la costante dielettrica del vuoto, ed \(E\) il campo elettrico. Si tratta di una grandezza rappresentata in generale da un tensore, che tuttavia…

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Temperatura

La temperatura (leggi in inglese: Temperature) è una grandezza fisica intensiva, ciò significa che per essere definita concettualmente necessita di una valutazione in termini di effetti provocati da sue variazioni sul comportamento dei materiali. Infatti la temperatura viene valutata in funzione dell’energia cinetica media posseduta dagli atomi costituenti la materia, e descrive lo stato termodinamico dei sistemi in…

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Numero di Reynolds

Il numero di Reynolds è un parametro adimensionale che rappresenta la contrapposizione tra la forza d’inerzia legata all’aumento di massa del fluido all’interno dello strato limite e la forza viscosa che tende a controllare il moto. Il moto dei fluidi si distingue in due tipologie principali: moto laminare e moto turbolento. La tipologia del moto è…

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Sistema termodinamico

In termodinamica, un sistema (leggi in inglese: Thermodynamic system) è una definita quantità di materia, oppure una definita porzione di spazio (geometricamente delimitato), su cui si intende operare. Tale sistema è delimitato da superfici (o pareti o confini), dette anche superfici di controllo; tutto ciò che è esterno al sistema, ed è in grado di…

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Numero di Grashof

Il numero di Grashof è un parametro adimensionale che a differenza del numero di Rayleigh, contiene informazioni di sola natura meccanica. Esso contrappone alla forza di galleggiamento gli effetti esclusivi della viscosità: \[Gr=\dfrac{F_g}{(F_v)^2}\] una volta che il moto si è innescato (Ra > 1708) per capire se il moto è laminare oppure turbolento (in convezione naturale)…

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Numero di Nusselt

Il numero di Nusselt rappresenta il rapporto tra lo scambio termico per convezione e quello per conduzione in uno strato di fluido. Questo parametro è adimensionale, e fornisce informazioni sulla efficienza dello scambio termico. \[Nu=\dfrac{h_cD}{K}\] dove \(h_c\) è il coefficiente di scambio convettivo, \(D\) è la dimensione caratteristica e \(K\) è il coefficiente di conduttività…

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Diffusività termica

La diffusività termica \(\alpha\) è una caratteristica “interna” (o intrinseca) di un corpo materiale, che indica la rapidità nel seguire le variazioni di temperatura a fronte di una somministrazione di energia termica. È particolarmente utile per descrivere la propagazione di un campo termico in condizioni non stazionarie. Si calcola con la seguente espressione: \[\alpha =\dfrac{k}{\rho…

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Legge di Joule ed effetto Joule

Un conduttore attraversato da corrente elettrica si riscalda per effetto dell’attrito causato dagli urti del flusso di cariche elettriche contro gli atomi costituenti il conduttore stesso. In altre parole in esso avviene una trasformazione di energia elettrica in calore. Quanto sopra si può spiegare tenendo conto del concetto di resistenza elettrica: il mezzo conduttore entro…

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Permittività elettrica

Si definisce permittività elettrica (detta anche permettività), indicata con \(\varepsilon\), è una grandezza fisica che descrive come un campo elettrico influenza, oppure viene influenzato da un mezzo dielettrico; essa è determinata dalla capacità di un materiale di polarizzarsi in presenza del campo elettrico e quindi ridurre il campo elettrico totale nel materiale. In breve quindi la…

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Differenza di potenziale elettrico

Si definisce differenza di potenziale (d.d.p.) o tensione elettrica, la differenza di energia potenziale elettrica presente tra due punti carichi nello spazio, sorgenti di un campo elettrico; indica l’energia o il lavoro necessari a separare cariche elettriche di segno opposto. In Metrologia, il Sistema Internazionale stabilisce che l’unità di misura della differenza di potenziale elettrico è…

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Viscosità (dinamica e cinematica)

La viscosità (\(\mu\), leggi in inglese: Viscosity) è quella proprietà della materia, che si riscontra particolarmente nei fenomeni di trasporto di un fluido, ossia allorquando le sue particelle incontrano resistenza nello scorrere le une rispetto alle altre. Dal punto di vista microscopico, la viscosità è una proprietà dipendente dall’entità delle forze di coesione interne del…

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Campo elettrico

Il campo elettrico è stato introdotto da Michael Faraday e viene definito come un campo vettoriale di forze (rappresentato nello spazio attraverso linee dette linee di campo) generato dalla presenza di una o più cariche elettriche o di un campo magnetico variabile nel tempo. Il campo elettrico si propaga alla velocità della luce ed esercita…

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Reazione endotermica

Si definisce reazione endotermica, quella reazione chimica che assorbe calore dall’ambiente esterno ad un sistema, caratterizzata da un valore positivo della variazione di entalpia.

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Reazione endoergonica

Si definisce reazione endoergonica, quella reazione chimica che non può avvenire spontaneamente, caratterizzata da un valore positivo della variazione di energia libera.

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Energia potenziale

L’energia potenziale \(U\) è l’energia che compete ad un corpo materiale, o a un sistema di corpi, in virtù della sua posizione in un campo di forza conservativo come un campo gravitazionale o un campo elettrico. In altre parole è la capacità di compiere lavoro associata alla posizione rispetto ad un punto di riferimento. Tipico…

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Energia cinetica

L’energia cinetica \(K\) è una delle due componenti dell’energia meccanica e può essere definita come la capacità di compiere lavoro associata al movimento di un corpo. Se un corpo viene assimilato ad un punto materiale di massa \(m\) muoventi a velocità \(v\), la misura dell’energia cinetica si calcola con la seguente relazione: \[K=\dfrac{1}{2}mv^2\] Tipico esempio di energia cinetica…

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Energia meccanica

L’energia meccanica di un sistema è data dalla somma di due contributi: l’energia cinetica e l’energia potenziale. Quando due sistemi si scambiano tra loro energia meccanica, tale energia in transito è definita lavoro. Pertanto l’energia meccanica può essere posseduta da un sistema e scambiata con altri sistemi, mentre il lavoro corrisponde solamente alla parte di…

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Potenza (matematica)

Le potenze sono delle operazioni che sostituiscono le moltiplicazioni multiple tra numeri o variabili uguali, semplificandone sia la scrittura che l’elaborazione. Se l’esponente è maggiore di 1, la potenza è il prodotto di tanti fattori quanti vengono indicati dal numero dell’esponente, tutti uguali alla base. Da questa affermazione si evince che l’esponente debba essere almeno…

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Tensione superficiale

La superficie di separazione tra un fluido ed un altro (aria-acqua, aria-solido, acqua-olio, eccetera), non miscibile con il primo, è sede di particolari interazioni chimico fisiche e si comporta (a causa delle forze di attrazione molecolare) come se fosse una membrana elastica in stato uniforme di tensione: tensione superficiale \(\gamma\). Il valore della tensione superficiale dipende…

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Innesto

Gli innesti sono meccanismi che consentono di stabilire o di interrompere a comando il collegamento fra due alberi. Sono indispensabili quando occorra accoppiare due parti di un sistema aventi velocità diverse. È il caso, ad esempio, del collegamento tra il motore e le ruote negli autoveicoli con motore termico. Infatti i motori a combustione interna non possono…

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Suono

Il suono è una perturbazione (prodotta da una sorgente sonora) che, propagandosi in un mezzo elastico, provoca una variazione di pressione ed uno spostamento di particelle, tale da poter essere rilevata da una persona o da uno strumento acustico. Da questa semplice definizione scaturisce che il fenomeno acustico, dal punto di vista tecnico, prevede la…

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Campo dell’udibile

Considerando la propagazione del suono nell’aria in condizioni normali, è importante definire il cosiddetto campo dell’udibile, ossia il campo di lunghezze d’onda (o, ciò che è lo stesso, di frequenze) che l’orecchio umano può percepire: si trova che la lunghezza d’onda varia all’incirca tra λ=17 m (corrispondente alla frequenza minima di 20 Hz) e λ=22 mm…

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Attrito

L’attrito è una resistenza passiva che tende ad ostacolare il moto relativo di due corpi a contatto. Le resistenze passive, che producono la perdita di lavoro dinamico nel contatto tra corpi in moto relativo, possono distinguersi per vari aspetti: aspetto geometrico (estensione del contatto): puntiforme, oppure esteso a linea o a superficie; aspetto cinematico (forma…

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Legge di Ohm

Le leggi Ohm esprimono la proporzionalità tra la differenza di potenziale elettrico applicata ai capi di un materiale conduttore e l’intensità della corrente elettrica che lo attraversa, attraverso una costante di proporzionalità detta resistenza elettrica. Prima legge di Ohm Se la tensione ai capi del conduttore aumenta allora si può ragionevolmente ipotizzare che aumenti anche…

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Principio di Archimede

Il principio di Archimede enuncia che un corpo materiale immerso in un fluido riceve una spinta verticale, diretta verso l’alto, di modulo pari al peso del volume di fluido uguale a quello del corpo immerso; detta spinta passa per il baricentro. Casi possibili se il peso \(P\) del corpo è superiore a quello del liquido spostato,…

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Freno

I freni sono meccanismi che permettono di rallentare e, in caso di necessità, arrestare le parti mobili di una macchina. Possono essere di tipo meccanico, elettrico, magnetico (elettro-magnetico) o aerodinamico. Freni meccanici I freni meccanici sono freni ad attrito radente, ossia, la cui azione è ottenuta mediante il contatto di strisciamento fra due superfici solide: una…

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Corrente elettrica

La corrente elettrica è definita come il flusso ordinato di cariche elettriche in moto attraverso un materiale conduttore. Analiticamente viene definita come la quantità di carica elettrica che attraversa una determinata superficie nell’unità di tempo. Intensità di corrente elettrica Si definisce intensità di corrente \(I\) il rapporto tra la quantità di carica \(Q\) che attraversa una…

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Calore (energia termica)

Il calore è una forma di energia trasferita da un corpo (o da un sistema) ad un altro di temperatura differente. Si tratta perciò di energia in transito e non è una entità contenuta nei corpi. I fenomeni termici sono interpretati alla luce delle conoscenze sulla struttura atomica e particellare della materia: gli atomi e…

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Convezione

La convezione è un processo di trasporto di energia e materia, che avviene mediante l’azione combinata della conduzione, dell’accumulo di energia e del mescolamento. Si tratta del più importante meccanismo di scambio di energia termica tra una superficie solida ed un liquido o un gas (in generale, quindi, un fluido). In generale si può affermare…

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Irraggiamento

L’irraggiamento (termico) è una delle tre modalità di trasmissione del calore; è il processo mediante il quale il calore fluisce da un corpo a temperatura maggiore verso un corpo a temperatura minore, quando i due corpi non sono a contatto, anche se tra di essi c’è il vuoto. Notiamo dunque subito una differenza con la conduzione: in…

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Conduzione (termica)

La conduzione (termica) è una delle tre modalità di trasmissione del calore; è un processo mediante il quale il calore fluisce da una regione a temperatura maggiore verso una regione a temperatura minore attraverso un solo mezzo (solido, liquido o aeriforme) o attraverso mezzi diversi posti a diretto contatto fisico. Nella conduzione, l’energia si trasmette per contatto…

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Calore di vaporizzazione

È una misura diretta della quantità di energia necessaria a superare le forze che tengono unite le molecole adiacenti in un liquido, in modo da permettere alle singole molecole di distaccarsi dalle altre e di passare allo stato gassoso.

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Calore di reazione

Quantità di calore sviluppata o assorbita durante una reazione chimica. Esso ha un valore diverso se misurato a pressione costante o a volume costante. Un caso particolare è il calore di combustione, che è la quantità di calore sviluppata dalla combustione completa dell’unità di massa di una sostanza.

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Calore latente

Quantità di calore da fornire all’unità di massa di un corpo dall’inizio alla fine di un suo passaggio di stato (fusione, evaporazione/ebollizione, sublimazione). Rappresenta anche la quantità di calore estraibile dall’unità di massa durante il passaggio di stato opposto: ad esempio, il calore latente di fusione ha lo stesso valore assoluto (mentre il segno è…

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Capacità termica

Si definisce capacità termica di un corpo (o più in generale di un qualunque sistema termodinamico) il rapporto fra il calore scambiato tra il corpo con l’ambiente e la variazione di temperatura che ne consegue. \[C=\dfrac{Q}{\Delta T}\] Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della capacità termica è J/K, ed esprime la quantità di calore in…

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Calore specifico

Si definisce calore specifico la quantità di calore da fornire all’unità di massa di un corpo materiale, per variare di 1°C la sua temperatura. Per i gas, sappiamo già che il calore specifico ha un valore diverso se misurato a pressione costante \(c_P\) o a volume costante \(c_V\). Il prodotto tra calore specifico di un…

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Cella di Peltier

La cella di Peltier è un dispositivo termoelettrico ad effetto Peltier, utilizzata sia come dispositivo di raffreddamento che di riscaldamento; sono reversibili attraverso l’effetto Seebeck e possono essere adottate anche come generatori (ad esempio nei pannelli solari). Le celle di Peltier possono essere di due tipologie: isolate (se rivestite di materiale ceramico) e non isolate. Assimilabile dunque ad una pompa…

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Potenza elettrica

Si definisce potenza elettrica (o potenza elettrica assorbita, indicata con il simbolo P) la variazione dell’energia elettrica assorbita nell’unità di tempo da un bipolo, ed è misurata in Watt (W) che equivale a Joule su secondi. La potenza assorbita descrive in che modo l’energia che il bipolo sta assorbendo varia nel tempo. Se la potenza…

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Leva

La leva è una macchina semplice capace di amplificare una forza grazie all’applicazione del principio dell’equilibrio dei momenti. È costituita da un’asta rigida (detta potenza), capace di ruotare di un certo angolo attorno ad un punto fisso, detto fulcro. Pertanto tale configurazione assegna alla leva 2 bracci, che sono anche indicati con i termini di braccio della potenza…

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Conducibilità termica interna

Si definisce conducibilità termica interna, indicata con il coefficiente \(k\) quella proprietà intrinseca dei materiali che permette la determinazione del campo termico, in dipendenza alla quantità di calore che si trasmette per conduzione attraverso una qualsiasi superficie. In altre parole rappresenta la capacità di un sistema termodinamico nel farsi attraversare da una quantità di calore \(dQ\); tanto…

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Energia interna

Le particelle elementari che costituiscono qualunque elemento di materia possiedono energia sotto varie forme: ci sono forme che si manifestano a livello macroscopico, come l’energia cinetica o quella potenziale associate al movimento o alla presenza di un campo gravitazionale, e forme che invece non sono normalmente manifeste perché possedute dalle particelle a livello microscopico. Quindi, possiamo affermare che l’energia…

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Entalpia

In termodinamica, la grandezza fisica entalpia (solitamente indicata con \(H\)) è una funzione di stato definita come la somma dell’energia interna \(U\) e del prodotto della pressione \(p\) per il volume \(V\): \[H = U+ pV\] In base a questa relazione, si deducono due importanti osservazioni a proposito dell’entalpia: la prima è che l’entalpia è una grandezza…

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Entropia

Il concetto di entropia viene introdotto dal Secondo Principio della Termodinamica, dal quale è possibile evincere che l’entropia è una funzione di stato di un sistema termodinamico. Essendo una funzione di stato, i valori che essa assume non dipendono dalla natura delle trasformazioni con le quali si è giunti a quel determinato stato. È pertanto opportuno…

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Benessere temorigrometrico

Per benessere termoigrometrico si intende la sensazione di soddisfazione che, in un ambiente, le persone provano nei riguardi della sensazione termica (sentire caldo/freddo) e idrometrica (umidità). L’esperienza ha mostrato che un giudizio positivo sulla sensazione termica provata in un ambiente viene formulato da gran parte delle persone solo in corrispondenza di certi valori assunti da…

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Variatore di velocità

I variatori di velocità sono meccanismi che consentono non solo di trasmettere il moto con rapporto di trasmissione costante, ma anche di variare con continuità tale rapporto, agendo dall’esterno su un apposito comando. Hanno generalmente un limitato campo di variazione. I variatori che includono fra le loro velocità in uscita anche la velocità zero sono detti…

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Ruota dentata

Le ruote dentate, siano esse piane o coniche, con qualunque tipo di dentatura siano state costruite, rappresentano, insieme alle corrispondenti ruote di frizione, la soluzione al problema della trasmissione del moto fra una coppia di assi, rispettivamente paralleli o concorrenti in un punto, e con un rapporto di trasmissione costante. Quando si vuole che tale…

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Treno planetario

Sono chiamati treni planetari o epicicloidali quei rotismi nei quali gli assi di una o più ruote sono mobili: queste ultime sono accoppiate ad un membro mobile detto telaio portatreno. A seconda delle applicazioni un membro può essere fisso (ottenendo un meccanismo ad 1 g.d.l.) oppure non esiste alcun membro fisso ed il meccanismo assume…

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Induzione elettrostatica

Si definisce induzione elettrostatica la ridistribuzione di carica causata, in un conduttore neutro, dalla vicinanza di un corpo carico. L’induzione elettrostatica è un fenomeno reversibile, in quanto è sufficiente allontanare il corpo carico che le cariche, sia positive che negative, si ridistribuiscano uniformemente lungo tutta la superficie del conduttore.

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Puleggia

Una puleggia è un organo di trasmissione del moto, costituito da una ruota scanalata girevole intorno al proprio asse; essa può eventualmente essere dotata di una o più gole per accogliere altrettante funi, corde, cavi, cinghie o simili. Può ruotare libera sul proprio asse per guidare o rinviare, oppure essere calettata ad un albero motore per…

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Suscettivita magnetica

Si definisce suscettività magnetica di un materiale (indicata con \(\chi_m\)) quella grandezza costante di proporzionalità adimensionale che quantifica il grado di polarizzazione magnetica (magnetizzazione) in presenza di un campo magnetico. In altre parole viene definita come il rapporto tra l’intensità di magnetizzazione \(M\) in un materiale immerso in un campo magnetico di intensità \(H\) e il campo…

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Suscettività elettrica

Si definisce suscettività elettrica, indicata con \(\chi\), di un materiale dielettrico la misura di quanto esso si polarizza in presenza di un campo elettrico. Essa vale: \[\chi =\dfrac{P}{\varepsilon_0E}\] dove \(P\) rappresenta il vettore polarizzazione, \(\varepsilon_0\) è la costante dielettrica del vuoto, ed \(E\) il campo elettrico. Si tratta di una grandezza rappresentata in generale da un tensore, che tuttavia…

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Dicroismo circolare

Si definisce dicroismo circolare quel fenomeno che si osserva quando la luce polarizzata linearmente attraversa un mezzo otticamente attivo uscendone polarizzata ellitticamente. La luce piano-polarizzata può essere descritta in termini di due componenti circolarmente polarizzate: la luce circolarmente polarizzata destra (LCPD) e la luce circolarmente polarizzata sinistra (LCPS). Il vettore campo elettrico associato a questi due…

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Polarizzazione

In elettrostatica si definisce polarizzazione il fenomeno di ridistribuzione delle cariche elettriche in un corpo materiale, a formare dipoli elettrici, causata dalla vicinanza di un corpo carico (sorgente del campo elettrico responsabile). La polarizzazione elettrica si manifesta in particolare nei materiali isolanti, e genera la presenza di un campo elettrico aggiuntivo all’interno di essi. In elettrochimica, invece, la polarizzazione…

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Emissività

L’emissività è quel parametro che definisce lo scostamento, in termini emissivi, di un corpo non nero da un corpo nero. Questo parametro, inoltre, descrive questo scostamento sia in termini globali che spettrali. Emissività spettrale L’emissività spettrale (\(\eta_{\lambda}\)) indica di quanto l’emissione specifica del corpo \(\varepsilon (\lambda , T,N)\) è minore della emissione specifica del corpo nero \(\varepsilon_0(\lambda , T)\);…

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Trasformazione termodinamica

Prende il nome di trasformazione termodinamica (o processo termodinamico) di un sistema, una qualsiasi modificazione che comporti la variazione di almeno una delle sue proprietà interne. A seconda che tale variazione sia infinitesima oppure finita avremo una trasformazione infinitesima oppure finita. È bene distinguere una trasformazione da un semplice fenomeno fisico: per esempio, un sistema semplice costituito da un…

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Coppia

In Meccanica Applicata, due membri contigui tra loro in contatto e collegati in modo che ciascuno possa muoversi rispetto all’altro, conservando il contatto, formano una coppia (intesa come accoppiamento meccanico). I caratteri identificativi di una coppia meccanica provengono dalla natura, dalla geometria, dalle proprietà cinematiche e dinamiche di contatto degli elementi attivi. Le macchine sono…

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Collimazione

Si definisce collimazione l’operazione per determinare l’intersezione tra un dato punto ed una retta, chiamata asse di collimazione, o anche linea di mira. In Ottica, tale retta è geometricamente definita e generalmente coincide con l’asse ottico dello strumento collimatore; l’angolo formato dalle due rette è detto errore di collimazione. In topografia, nel rilevamento di campagna, l’altezza di collimazione (ΔM) è…

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Intensità luminosa

Si definisce l’unità di intensità luminosa con la candela [cd], rappresenta l’intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza pari a \(540\cdot 10^{12}\;Hz\) e la cui intensità energetica in quella direzione è di 1/683 W allo steradiante.

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Intensità di corrente elettrica

L’intensità di corrente elettrica \(I\) rappresenta il rapporto tra la quantità di carica \(Q\) che attraversa una sezione \(S\) del conduttore in un intervallo di tempo \(\Delta t\) e l’intervallo di tempo stesso: \[I=\dfrac{Q}{\Delta t}\] L’unità dell’intensità di corrente elettrica, nel Sistema Internazionale, si definisce con l’ampère [A], rappresenta la forza pari a \(2\cdot 10^{-7}\;N\) generata…

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Interazione elettromagnetica

L’interazione elettromagnetica è una delle quattro interazioni fondamentali descritte dal Modello standard, il cui mediatore è il fotone che determina i fenomeni naturali in cui si manifesta l’unificazione di due entità fisiche: quella elettrica e quella magnetica; l’elettricità e la luce ne sono esempi. L’interazione elettromagnetica è responsabile dell’interazione tra oggetti che possiedono carica elettrica, che…

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Velocità

La velocità è una grandezza fisica che definisce quantitativamente la rapidità del moto, ossia, del cambiamento di posizione di un corpo materiale in funzione del tempo. Generalmente è una grandezza vettoriale, ma in alcuni casi può ridursi anche ad una grandezza scalare. In sostanza la velocità è una grandezza scalare definita semplicemente come lo spazio totale…

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Moto anarmonico

Con il termine anarmonico si definisce il moto non armonico, generalmente utilizzato per indicare il moto vibrazionale non armonico (oscillatorio) degli atomi in una molecola o in un solido, al quale corrisponde una curva di energia potenziale avente un andamento non parabolico (caratteristico invece delle oscillazioni armoniche) in funzione della distanza internucleare (oscillatore anarmonico).

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Moto circolare

Il moto circolare consiste nel moto di un punto materiale lungo una circonferenza. Velocità ed accelerazione durante il moto circolare variano in funzione del cambiamento di direzione del moto.

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Moto uniformemente accelerato

Si definisce moto uniformemente accelerato o moto rettilineo uniformemente accelerato, il moto di un punto o corpo materiale che si sposta con accelerazione costante lungo una traiettoria rettilinea. Mentre le variazioni di velocità risultano essere direttamente proporzionali agli intervalli di tempo in cui hanno luogo, ovvero più è ampio l’intervallo di tempo considerato e maggiore sarà la variazione di velocità. Legge…

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Moto rettilineo uniforme

Un punto o corpo materiale si dice in moto rettilineo uniforme (MRU) se il suo spostamento avviene con velocità costante su di una traiettoria rettilinea. Il moto rettilineo uniforme viene descritto mediante una specifica formula detta legge oraria del moto rettilineo uniforme: \[s=v(t-t_i)+s_i\] dove \(s_i\) e \(t_i\) indicano rispettivamente la posizione all’istante di tempo iniziale sulla traiettoria…

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Moto transitorio

Il moto transitorio si verifica nella fase di avviamento o di arresto di una macchina ed è generalmente un moto vario.

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Moto ciclico

Il moto si dice ciclico se, dopo l’avvio da qualsiasi posizione relativa, i membri di una macchina passando attraverso tutte le posizioni che possono assumere, ritornano alla loro posizione relativa originale: continuativo se durante ogni successivo ciclo non si arresta; intermittente se durante ogni ciclo si arresta per un intervallo di tempo finito; alternativo se…

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Moto a regime

Il moto a regime si dice uniforme o assoluto se l’atto di moto di tutti i membri si mantiene costante in qualunque intervallo di tempo; altrimenti si dice periodico se l’atto di moto di tutti i membri si ripete dopo un intervallo di tempo (periodo).

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Moto uniforme

Si definisce moto uniforme quello in cui la velocità è, oltre che indipendente dal tempo, anche costante da punto a punto nel campo di moto. In Meccanica dei fluidi, con il termine moto uniforme, si designa usualmente un campo assai più vasto dei processi di movimento e più precisamente tutti quelli nei quali le caratteristiche del moto…

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Moto piano

Si definisce moto piano quella tipologia di movimenti nei quali ogni vettore velocità dei punti materiali siano ovunque paralleli ad un piano (\(\pi\)) ed appartenenti ad esso.

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Rototraslazione

Questo caso presenta la somma di tutti i casi descritti in precedenza per la traslazione e la rotazione. Quindi, il moto di rototraslazione di un corpo rigido presenta sei gradi di libertà (3 di traslazione e 3 di rotazione). Le equazioni in gioco sono le due equazioni cardinali: \[\vec{F}_{ext}=\dfrac{d\vec{p}}{dt}\] \[\vec{M}_{ext}=\dfrac{d\vec{b}}{dt}\]

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Rotazione

La rotazione è descritta da un angolo di rotazione e dal versore della velocità angolare \(\omega\) (che contiene informazioni sulla direzione ed il verso). Quindi il totale si hanno tre parametri che rispecchiano i tre gradi di libertà della rotazione. Ogni punto del corpo rigido descrive un moto circolare con asse passante per O (asse…

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Traslazione

Si definisce traslazione l’atto di moto di un corpo materiale soggetto ad un’azione tale da provocare uno spostamento su di una traiettoria rettilinea. La traslazione costituisce un caso particolare di rotazione attorno ad un centro istantaneo di rotazione infinitamente lontano, situato in direzione perpendicolare a quella di traslazione. In altre parole è come se un corpo si…

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Accelerazione

L’accelerazione è una grandezza fisica che definisce quantitativamente la variazione (in modulo, direzione, orientamento) di velocità di un corpo materiale in moto lungo una traiettoria, in un certo intervallo di tempo. Nello specifico si parla di accelerazione quando la variazione di velocità è in aumento (ad esempio un’automobile è in partenza o sorpasso), mentre si parla…

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Moto di un corpo

Quando si parla di moto di punti, si fa evidentemente riferimento a punti appartenenti a corpi rigidi, con il fine di stabilire il collegamento tra i moti dei due enti – punto e corpo – così come determinato dalla posizione e dai vincoli. Tipologie di moto di un corpo Traslazione Rotazione Rototraslazione Moto piano Moto…

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Centro istantaneo di rotazione

Lo studio del centro istantaneo di rotazione parte dalla fondamentale proprietà, nota come teorema di Eulero, che afferma: il più generale atto di moto è riducibile ad una rotazione (infinitesimale) attorno ad un punto del piano appartenente alla figura geometrica mobile, che nell’atto di moto è fermo, coincidendo con un punto del piano fisso, definito centro istantaneo di rotazione…

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Grado di libertà

Per gradi di libertà di un sistema si intende il numero minimo di parametri che occorre in qualche modo fissare per poterne definire in modo inequivocabile la posizione. Se si ha a che fare con un corpo rigido mobile su un piano (il che vuol dire che si ipotizza che non se ne possa allontanare)…

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Vincolo

Il contatto tra due membri di una coppia determina inevitabilmente dei vincoli: ad essi corrisponde la limitazione delle possibilità di moto relativo, ossia la diminuzione dei gradi di libertà. Ogni “condizione restrittiva” che limita le posizioni e/o le velocità di un sistema si chiama un vincolo. Queste “condizioni restrittive” sono espresse da equazioni e/o disequazioni…

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Portata

In Metrologia con il termina portata si indica generalmente il valore massimo misurabile da uno strumento di misura, al di sopra del quale lo strumento fornisce indicazioni del misurando con precisione inferiore a quella dichiarata (oltre al fatto che potrebbe subire un danneggiamento). La definizione di portata coincide con quella di portata massima, con la condizione che…

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Traiettoria

Con il termine traiettoria si definisce il luogo dei punti occupati, nello spazio, da un punto materiale durante il suo moto. È generalmente indicata con \(l\), mentre \(s(t)\) rappresenta la distanza percorsa dal punto materiale, ovvero lo spostamento, da \(s_1,t_1\) a \(s_2,t_2\); indipendentemente dal sistema di riferimento scelto, \(s(t)\), descrive come varia la posizione lungo la traiettoria,…

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Cristalli di tempo

I cristalli di tempo sono cristalli la cui struttura atomica si ripete ciclicamente nel tempo oltre che nello spazio. La scoperta dell’esistenza dei cristalli del tempo si deve al fisico e premio Nobel Frank Wilczek, del Massachusetts Institute of Technology, che l’aveva ipotizzata nel 2012. Le sue idee sono state poi verificate dal professor Andrew Potter dell’Università del…

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Smagnetizzazione o demagnetizzazione

Si definisce smagnetizzazione, o demagnetizzazione, il processo con cui si porta un materiale magnetizzato allo stato magneticamente neutro, sottoponendolo ad un campo magnetico alternato di intensità decrescente fino a zero. Generalmente non è possibile eliminare completamente il campo magnetico di un materiale magnetizzato, cosicché il processo induce un piccolissimo campo “noto”, a cui ci si riferisce…

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Sistema inerziale

Si definisce sistema inerziale quel sistema in cui i punti materiali “isolati” permangono, se essi sono in stato di quiete, nello stato di quiete preesistente.

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Forza

La forza è una grandezza fisica vettoriale, definita dal secondo principio della dinamica come causa dell’accelerazione della massa. In altre parole è un’azione che generalmente provoca un movimento accelerato. Si esercita una forza quando si spinge o si tira un corpo, sia per contatto fisico diretto che a distanza (come ad esempio accade per la forza gravitazionale). Classificazione…

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Pressione

Il concetto di pressione si esprime come una grandezza scalare definita come il rapporto tra il modulo della forza (perpendicolare alla superficie) e l’area della superficie stessa. \[P=\dfrac{F}{S}\] Nel sistema internazionale delle misure la pressione si misura in pascal (Pa).

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Effetto magnetocalorico

Si definisce effetto magnetocalorico quel fenomeno magneto-termodinamico che causa una variazione reversibile di temperatura per effetto di una variazione di un campo magnetico. La variazione del campo magnetico genera una modifica dell’entropia dovuta all’interazione dei dipoli magnetici degli atomi del materiale con il campo magnetico esterno. Pertanto si ha una diminuzione di temperatura all’aumentare del campo…

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Punto materiale

Si definisce punto materiale un’astrazione geometrica di un corpo materiale, le cui dimensioni vengono ridotte ad un punto geometrico, ma dotato di massa. Si definisce, invece, punto materiale isolato un punto materiale non soggetto ad azioni esterne.

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Terzo principio della dinamica

Il terzo principio della Dinamica (detto anche terza legge di Newton o principio di azione e reazione) stabilisce che se un corpo materiale esercita una forza su un altro corpo materiale, allora il secondo reagirà esercitando sul primo una forza uguale e contraria, diretta lungo la retta congiungente i due punti materiali interagenti.

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Secondo principio della dinamica

Il secondo principio della Dinamica (detto anche seconda legge di Newton o principio di proporzionalità) esprime l’azione di una forza agente su un corpo materiale, o una forza risultante di un insieme di forze agenti su un corpo, come l’accelerazione nella stessa direzione e nello stesso verso della forza applicata, moltiplicata per la massa del…

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Primo principio della dinamica

Il primo principio della dinamica (detto anche principio di inerzia e dei sistemi inerziali), afferma che in un sistema inerziale un punto materiale, isolato (ovvero non sottoposto ad azioni esterne), permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, indefinitamente fin quando non agisce su di esso una forza o un vincolo capace di…

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Principio di relatività (o principio zero)

Il principio di relatività è uno dei principi fondamentali della fisica moderna, enunciato per la prima volta da Galileo e ripreso successivamente da Einstein, stabilisce che: Le leggi di una teoria fisica devono essere valide in ogni sistema di riferimento (omogeneo) assunto; ossia devono risultare invarianti, tali che, per uno stesso fenomeno sperimentato in sistemi di riferimento distinti, le…

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Effetto Mpemba

L’effetto Mpemba, è un fenomeno fisico scoperto inizialmente nel IV secolo a.C. grazie ad Aristotele (e riscoperto casualmente nel 1969 dallo studente tanzaniano Erasto Mpemba, da cui il nome), per cui ponendo in un congelatore due bicchieri d’acqua identici tra loro, tranne che per la temperatura iniziale del liquido, il bicchiere contenente acqua calda congela prima…

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Magnetone

Con il termine magnetone si indica, in Fisica Atomica, l’unità di misura del momento magnetico di una molecola. In particolare si distinguono: il magnetone atomico detto anche magnetone di Bohr che esprime il momento magnetico minimo di un elettrone atomico; esso vale: \[\mu_B=\dfrac{eh}{4\pi m_e}=9,27\cdot 10^{-24}\left[\dfrac{\textrm{J}}{\textrm{T}}\right]\] ed il magnetone nucleare che esprime il momento magnetico minimo di un nucleo atomico;…

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Azocomposti

Si definiscono azocomposti quei composti organici aromatici contenenti nella molecola un gruppo azoico \(-\textrm{N}=\textrm{N}-\). I composti chimici aventi formula generale \(-\textrm{R}-\textrm{NH}-\textrm{NH}-\textrm{R’}\) (dove R e R’ sono radicali idrocarburici che possono essere alternativamente un arile o un alchile) a seconda della natura di R e R’, si si distinguono in azocomposti aromatici, alifatici e alifatico-aromatici. Possono essere simmetrici…

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Baricentro

Si definisce baricentro di un corpo materiale il punto appartenente ad esso stesso, in cui è possibile supporre concentrata l’intera sua massa; la conoscenza della sua posizione è di fondamentale importanza perché permette di semplificare i problemi dinamici consentendo, per taluni aspetti, di trattare un corpo esteso come se fosse un unico punto pesante avente…

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Metodo scientifico

Il metodo scientifico è il metodo o procedimento sperimentale tipico con cui è possibile procedere per raggiungere una conoscenza della realtà oggettiva, affidabile, verificabile e condivisibile. Il metodo scientifico passo-passo Il metodo scientifico o sperimentale si articola principalmente in due fasi: fase induttiva (cioè dallo studio di dati sperimentali si giunge alla formulazione di una regola universale); fase deduttiva. La fase induttiva si divide inoltre in:…

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Molecola

Una molecola è l’unione, per effetto di legami chimici, di due o più atomi che formano un’entità elettricamente neutra. Una molecola può essere composta da atomi dello stesso elemento oppure di elementi diversi. Se una molecola è formata da atomi dello stesso elemento si parla di sostanza semplice o elementare. Famiglie di molecole costituite dagli stessi atomi disposti…

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Fluido

I fluidi costituiscono due dei tre principali stati di aggregazione della materia. Si definiscono fluidi tutti quei corpi materiali che, a causa della mobilità delle particelle che lo compongono, può subire delle grandi variazioni di forma sotto l’azione di forze di minima entità. In particolare, un fluido in quiete non oppone alcuna resistenza ai cambiamenti di…

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Linee di emissione (o di fumo)

In Meccanica dei fluidi, si definiscono linee di emissione quelle traiettorie occupate dalle particelle di fluido in moto in una condotta. Definiscono la posizione che in un determinato istante occupano le particelle passate in precedenza, per un fissato punto del campo di moto. Sono anche dette linee di fumo perché corrispondono alle curve disegnate dal…

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Superfici equipotenziali

In Meccanica dei fluidi si definiscono le superfici equipotenziali (potenziale \(U=cost\); \(\textrm{grad}U=0\)) come quelle sono superfici di ugual pressione (isobariche) e ugual densità. In ogni loro punto i vettori \(\vec{F}\) e \(\textrm{grad}P\) sono ad esse normali.

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Alesaggio

Si definisce alesaggio il diametro della sezione interna di un cilindro appartenente ad una macchina motrice tipicamente endotermica o utilizzata per la compressione di fluidi.

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Cilindrata

Si definisce cilindrata il volume d’aria teoricamente aspirato durante un ciclo di funzionamento da una macchina volumetrica. Pertanto la sua unità di misura viene indicata generalmente con il centimetro cubo, oppure in litri; negli USA si usa in alcuni casi il pollice cubico. Nel caso di una macchina alternativa, la cilindrata si calcola considerando il…

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Spistonamento

Si definisce spistonamento un danno di grave entità (deformazione o rottura) alle parti mobili di una macchina motore a pistoni, dovuto principalmente al consumo dei supporti del pistone. L’aumento di giochi tra le parti mobili iniziano un processo di usura accelerata. Lo spistonamento può provocare la rottura della biella, delle valvole e delle puntine. Quest’evenienza si ha quando il…

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Pistone (o stantuffo)

Si chiama pistone o stantuffoquel membro di una macchina, animato di moto rettilineo alternativo, di sezione circolare che scorre all’interno di un cilindro, ricevendo (nelle macchine motrici) o esercitando (nelle macchine operatrici) una spinta dal/sul fluido contenuto nel cilindro stesso. Componenti e specifiche costruttive Uno stantuffo è caratterizzato da un mantello che ne costituisce la…

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Onda

Un’onda è una perturbazione che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all’altro. Tale perturbazione è costituita dalla variazione di qualunque grandezza fisica (ad esempio: variazione di pressione, temperatura, intensità del campo elettrico, posizione, ecc.). Il termine onda, proviene dalla parola latina unda, che, come in italiano, indica le increspature…

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Effetto Thomson

L’effetto Thomson, scoperto da William Thomson (lord Kelvin) nel 1854, è un effetto termoelettrico che si manifesta con l’insorgenza di un gradiente di potenziale elettrico (e quindi si una forza elettromotrice, detta in questo caso forza elettromotrice di Thomson) in un materiale conduttore, quando esso viene sottoposto ad un gradiente di temperatura. In termini qualitativi, la spiegazione…

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Effetto Peltier

L’effetto Peltier scoperto da Jean Charles Athanase Peltier nel 1834 è un fenomeno termoelettrico che si manifesta quando in un circuito elettrico costituito da due conduttori metallici (o anche semiconduttori) diversi, posti in contatto (giunzione Peltier), si fa circolare corrente elettrica e questa produce un trasferimento di calore; ovvero una delle giunzioni si riscalda (acquista calore), mentre l’altra…

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Effetto Seebeck

L’effetto Seebeck, scoperto da Thomas Johann Seebeck nel 1821, è un effetto termoelettrico per cui, in un circuito costituito da due conduttori metallici (o semiconduttori) diversi ed in serie fra loro, sottoposto ad un gradiente di temperatura è in grado di generare una differenza di potenziale (tra le zone a diversa temperatura) tale da originare un…

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Sistema termodinamico

In termodinamica, un sistema (leggi in inglese: Thermodynamic system) è una definita quantità di materia, oppure una definita porzione di spazio (geometricamente delimitato), su cui si intende operare. Tale sistema è delimitato da superfici (o pareti o confini), dette anche superfici di controllo; tutto ciò che è esterno al sistema, ed è in grado di…

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