I componenti principali di un reattore PWR ad acqua pressurizzata sono i seguenti: il nocciolo del reattore è un involucro di acciaio alto una decina di metri, con un diametro di circa 5 m e con le pareti spesse circa 20 cm, in cui sono alloggiate...

Gli incidenti alle centrali nucleari di Fukushima sono stati causati dal surriscaldamento del combustibile. L’11 marzo 2011 alle 14.46 si verificò un terremoto di magnitudo 9,0 al largo delle coste orientali del Giappone: in quel momento i reattori...

Formulato attorno al 1970, il Modello Standard ha ottenuto piena conferma sperimentale grazie ad acceleratori di particelle sempre più grandi che hanno dato accesso a dimensioni spaziali sempre più piccole in cui esplorare le proprietà delle...

Acquisire ed elaborare l’immenso flusso di dati generati dai rilevatori pone enormi problemi informatici, a livello sia hardware che software. Non è possibile registrare ed elaborare tutti i 109 eventi di urto che si realizzano ogni secondo: non...

Mentre per secoli si era pensato che le stelle visibili fossero con i pianeti gli unici oggetti di un Universo statico, nei primi decenni del secolo scorso si scoprirono due fatti fondamentali: esistono ammassi di stelle dette galassie che sono...

Fino al 1970 si riteneva che la materia nell’Universo fosse l’usuale materia barionica, rispetto alla quale la massa leptonica è molto piccola. La misura della velocità di rotazione delle stelle di varie galassie portò a una scoperta...

     

La grandezza fisica lavoro è legata all’azione di una forza lungo uno spostamento. Più precisamente, una forza compie lavoro su un corpo solo quando si realizzano le due condizioni seguenti: il corpo si sposta sotto l’azione della forza; la...

Il lavoro fatto contro una forza conservativa è «immagazzinato» sotto forma di energia potenziale che resta disponibile per essere convertita in energia cinetica. Al contrario, una forza non conservativa non ammette una energia potenziale perché...

Un dato lavoro può essere compiuto in un intervallo di tempo più o meno lungo. Per tenere conto della rapidità con cui viene compiuto un lavoro si introduce una nuova grandezza fisica: la potenza. La potenza media \( \overline{P} \) è il rapporto...

Simulazioni di fisica, schede di lavoro, prove di verifica e altre risorse da usare a scuola e a casa

La nostra vita è dominata dalla gravità, cioè dalla forza con cui la Terra attrae i corpi. La forza peso (o semplicemente peso) di un corpo è la forza con cui esso è attratto dalla Terra. Per effetto del suo peso \(\vec{P}\) un corpo lasciato...

Un corpo che si muove in un fluido, come l’aria o l’acqua, è soggetto a una forza di resistenza, detta anche attrito viscoso, che si oppone al suo moto. Il modulo di questa forza dipende in modo complicato da vari fattori del mezzo, come la...

1Per allungare o comprimere una molla di un tratto x, bisogna applicare una forza \({\vec{F}}_{{\mathrm{a}} {\mathrm{p}} {\mathrm{p}}}\!\) . Il vettore spostamento \(\vec{x}\!\) , ossia il vettore che va dalla posizione a riposo...

Un corpo si muove di moto circolare uniforme quando si sposta lungo una circonferenza di raggio r con una velocità di modulo costante v. La direzione e il verso della velocità cambiano continuamente perché il corpo è soggetto a una accelerazione di...

Consideriamo il flusso stazionario di un fluido all’interno di un condotto. Se il fluido è incomprimibile e il movimento avviene senza attriti, la pressione, la velocità e la quota del fluido sono legate da una relazione scoperta dallo svizzero...

In molte situazioni i fluidi presentano attriti interni che dissipano energia meccanica. 1In un torrente il flusso è più veloce al centro: sulle sponde l’acqua è quasi ferma. 2L’aria esercita una forza di attrito su ogni corpo che si...

 

 

Nel linguaggio comune si tende a confonderli, ma peso e massa sono due grandezze diverse: il peso \(\vec{P}\) è una grandezza vettoriale mentre la massa m è una grandezza scalare. In un dato luogo, il peso del corpo dipende dalla sua massa. Però...

Una molla allungata di un tratto x esercita una forza di richiamo elastica Fel = −kx dove k è la costante elastica della molla. Per mantenere l’allungamento x della molla bisogna quindi esercitare una forza uguale e contraria F = kx ...

Le forze conservative hanno una caratteristica importante: lungo un qualsiasi percorso chiuso una forza conservativa compie un lavoro totale nullo. Verifichiamolo nel caso di una particolare forza conservativa: la forza di gravità. 1Un...

L’energia potenziale di un corpo in un punto P dipende dalla scelta dello zero dell’energia potenziale, cioè del punto O in cui si fissa UO = 0. Abbiamo incontrato questa situazione anche nel caso di altre grandezze fisiche: l’origine del...

L’azione di forze non conservative modifica il valore dell’energia meccanica di un sistema. Più precisamente la variazione di energia meccanica di un sistema isolato è uguale al lavoro compiuto dalle forze non conservative...

Durante gli urti fra corpi agiscono in genere forze impulsive, cioè forze molto intense ma di breve durata. Misurare in modo diretto l’intensità di una forza impulsiva è molto difficile, anche perché l’intensità varia durante l’urto. Le...

  Come nel caso precedente, la conservazione della quantità di moto porta all’equazione scalare m1 v1i + m2 v2i = m1 v1f + m2 v2f Poiché l’urto è completamente anelastico i due corpi hanno la stessa velocità finale v f, per cui risulta:...

  Le due leggi di conservazione (della quantità di moto \( \vec{p} \) e dell’energia cinetica K) danno luogo alle tre equazioni seguenti: \[\left\{\begin{matrix}m_{1}v_{x1i}+m_{2}v_{x2i}=m_{1}v_{x1f}+m_{2}v_{x2f}&\mathrm{conservazione\:...

La posizione angolare di un corpo che si muove lungo una circonferenza cambia nel tempo. Si dice spostamento angolare Δθ = θ2 − θ1 la variazione di posizione angolare.   In modo analogo al caso della velocità lineare, si definisce la...

Un corpo soggetto alla sola accelerazione centripeta percorre un’orbita circolare con una velocità di modulo costante v. Per modificare v, sul corpo deve agire un’accelerazione tangenziale a t diretta in ogni istante lungo la direzione della...

Il moto di rotazione di un corpo rigido attorno a un asse può essere descritto mediante altre due grandezze già incontrate nel caso del moto circolare: il periodo e la frequenza. Il periodo T è l’intervallo di tempo che un corpo impiega a...

Capita frequentemente che un corpo rigido sia posto in rotazione mediante una coppia di forze formata da due forze uguali e opposte applicate in punti distinti del corpo rigido. Il momento di una coppia di forze ha una caratteristica interessante: non...

Quando un corpo rigido ruota attorno a un asse, le particelle che lo compongono sono in movimento e quindi possiedono energia cinetica. Cosideriamo un corpo rigido che ruota con velocità angolare ω attorno a un asse: ogni sua particella di massa mi...

Come per la quantità di moto, anche per il momento angolare esiste una legge di conservazione. Infatti, se il momento torcente M su un corpo è nullo, dalla (25) si ha: \[...

Per mantenere in equilibrio un corpo rigido è sufficiente applicare una sola forza uguale e contraria al peso totale del corpo in modo tale che la retta d’azione di questa forza passi per il baricentro.  L’applicazione di questa forza realizza...

Consideriamo due corpi che si attraggono gravitazionalmente, come indicato in figura.  Le forze \( {\vec{F}}_{\mathrm{12}} \) e \( {\vec{F}}_{\mathrm{21}} \) hanno lo stesso modulo \[ {F}={G}\>\frac{{m}_{1}{m}_{2}}{{r}^{\hspace{0.06em}{2}}} \]...

La formula (4) contiene tre grandezze che si misurano in modo indipendente: l’accelerazione di gravità g = 9,80 m/s2 si determina mediante la misura del periodo di oscillazione di un pendolo; la costante di gravitazione universale G =...

Per mettere in orbita un satellite non basta lanciarlo verso l’alto, ma bisogna anche portarlo alla velocità orizzontale che corrisponde all’orbita scelta secondo la relazione \( {v}=\sqrt{{{G}\:{M}_{\mathrm{T}}}/{r}} \). Per questa ragione il...

In generale l’energia potenziale del sistema costituito da due masse m 1 e m 2 poste a distanza r è \[ {U}\left({r}\right)=-{G}\>\frac{{m}_{1}\:{m}_{2}}{r} \] Dentro la legge U è negativa: ciò significa che le due masse formano uno stato...

Consideriamo un corpo lanciato verso l’alto con una velocità iniziale v e un’energia cinetica K = (1/2) mv 2. 1Mentre il corpo sale, la velocità e l’energia cinetica diminuiscono a causa del lavoro della forza di attrazione...

Il raggio vettore di un pianeta spazza aree uguali in tempi uguali. Consideriamo un pianeta che si muove attorno al Sole in un’orbita ellittica. 1In ogni istante l’attrazione gravitazionale è diretta verso il centro del Sole, che è anche...

In alcune fasi della sua evoluzione una stella può espellere una parte considerevole della massa, che si disperde nello spazio circostante sotto forma di nubi di gas. In conseguenza di questi eventi cataclismatici cambia il campo gravitazionale...

Autore: Robert Hooke (1635-1703) Opera: Attempt to prove the motion of the Earth by observation (1674) Commento: Hooke avanza per primo l’ipotesi secondo cui la gravitazione è una...

Per studiare il flusso stazionario di un fluido attraverso un condotto si introducono le seguenti grandezze: la portata volumetrica, o semplicemente portata, è il volume di fluido ΔV che attraversa una sezione trasversale di un condotto...

Consideriamo un termoscopio da laboratorio, formato da un tubo capillare di vetro che finisce con un bulbo e che è parzialmente riempito di un liquido, come alcool o galinstan (una miscela di gallio, indio e stagno che sostituisce il nocivo...

Consideriamo un sistema B che è in uno stato di equilibrio e poniamolo a contatto termico prima col sistema A e poi col sistema C. 1Se le sue variabili di stato rimangono inalterate, lo stesso...

Al variare della temperatura un solido si dilata o si contrae. Con buona approssimazione la dilatazione volumica di un solido è descritta dalla seguente legge sperimentale, detta legge della dilatazione volumica: un solido di volume V i, sottoposto a...

Consideriamo una certa quantità di gas racchiusa in un contenitore con uno stantuffo mobile. 1Al variare della temperatura del gas si vuole mantenere costante il suo volume. 2Per fare ciò si aumenta la pressione esterna sullo stantuffo in...

Le relazioni precedenti sono alla base del metodo di misura delle temperature mediante termometri a gas. Consideriamo in particolare il principio di funzionamento del termometro a gas a volume costante. Il gas molto rarefatto è contenuto nel bulbo che...

La legge di Avogadro stabilisce che il comportamento di un gas non è legato tanto alla sua massa quanto al numero di particelle che lo compongono. Proprio a partire dagli studi sui gas, nella seconda metà dell’Ottocento si comprende che la materia...

La molecola d’acqua (H2O) ha peso atomico 18, quindi 18 g di acqua contengono un numero di Avogadro (6 ⋅ 1023) di molecole. Allo stato liquido, la densità dell’acqua è 1,0 ⋅ 103 kg/m3, quindi 18 g di acqua occupano un volume \[...