Fisica M Obertino RESISTENZE IN SERIE Due o

Fisica - M. Obertino RESISTENZE IN SERIE Due o più resistenze sono collegate in serie quando sono percorse dalla stessa corrente I La Req è maggiore delle singole resistenze Ri

Fisica - M. Obertino RESISTENZE IN PARALLELO Due o più resistenze sono in parallelo quando sono collegate alla stessa differenza di potenziale DV La Req è minore della più piccola delle singole resistenze Ri

Fisica - M. Obertino Esercizio Due lampadine ad incandescenza, entrambe da 60 W, sono collegate in parallelo a DV = 220 V utilizzando una presa di casa. Quale delle seguenti affermazioni è applicabile in questo caso? [a] Entrambe le lampadine restano spente [b] Si accendono entrambe ognuna con un’intensità luminosa metà di quando sono accese da sole [c] Si accende solo una delle due lampadine [d] Si accendono entrambe ognuna con un’intensità luminosa doppia di quando sono accese da sole [e] Si accendono entrambe ognuna con la stessa intensità luminosa di quando sono accese da sole

Fisica - M. Obertino Esercizio Due lampadine ad incandescenza, entrambe da 60 W, sono collegate in parallelo a DV = 220 V utilizzando una presa di casa. Quale delle seguenti affermazioni è applicabile in questo caso? [a] Entrambe le lampadine restano spente [b] Si accendono entrambe ognuna con un’intensità luminosa metà di quando sono accese da sole [c] Si accende solo una delle due lampadine [d] Si accendono entrambe ognuna con un’intensità luminosa doppia di quando sono accese da sole [e] Si accendono entrambe ognuna con la stessa intensità luminosa di quando sono accese da sole R R R

Fisica - M. Obertino Esercizio Due lampadine costruite per funzionare in corrente continua ed alla differenza di potenziale di 9 volt, vengono erroneamente collegate in serie (invece che in parallelo) e poi collegate ad una batteria che eroga 9 volt. L'intensità della luce da esse emessa in questa errata configurazione… : [a] è circa la metà della normale intensità luminosa perché la corrente è dimezzata [b] è la stessa, ma la corrente raddoppia e la batteria si scarica rapidamente [c] è più intensa del normale e la loro durata ridotta alla metà [d] non emettono luce perché destinate a bruciarsi quasi istantaneamente [e] restano spente perché la batteria non può funzionare in questa configurazione

Fisica - M. Obertino Esercizio Due lampadine costruite per funzionare in corrente continua ed alla differenza di potenziale di 9 volt, vengono erroneamente collegate in serie (invece che in parallelo) e poi collegate ad una batteria che eroga 9 volt. L'intensità della luce da esse emessa in questa errata configurazione… : [a] è circa la metà della normale intensità luminosa perché la corrente è dimezzata R R

Fisica - M. Obertino Esercizio Alla batteria di un’auto da 12 V vengono collegati in serie due elementi resistivi così costituiti: 1. Due resistenze da 60 Ω e 120Ω collegate tra loro in parallelo 2. Una resistenza da 40Ω Trascurando la resistenza dei conduttori, qual’è il valore più probabile della corrente circolante nel circuito? [a] 960 m. A [b] 54. 5 m. A [c] 600 m. A [d] 66. 6 m. A [e] 150 m. A

Fisica - M. Obertino Esercizio Alla batteria di un’auto da 12 V vengono collegati in serie due elementi resistivi così costituiti: 1. Due resistenze da R 1=60 Ω e R 2=120Ω collegate tra loro in parallelo 2. Una resistenza da 40Ω Trascurando la resistenza dei conduttori, qual’è il valore più probabile della corrente circolante nel circuito? [a] 960 m. A [b] 54. 5 m. A R 1 (Req)1 R 2 [c] 600 m. A [d] 66. 6 m. A [e] 150 m. A R 3

Fisica - M. Obertino Esercizio Alla batteria di un’auto da 12 V vengono collegati in serie due elementi resistivi così costituiti: 1. Due resistenze da R 1=60 Ω e R 2=120Ω collegate tra loro in parallelo 2. Una resistenza da 40Ω Trascurando la resistenza dei conduttori, qual’è il valore più probabile della corrente circolante nel circuito? [a] 960 m. A [b] 54. 5 m. A (Req)1 (Req)2 [c] 600 m. A [d] 66. 6 m. A [e] 150 m. A R 3

Fisica - M. Obertino Esercizio Il valore della resistenza da aggiungere in parallelo alla resistenza di carico R di un circuito elettrico per ridurne il valore a 1/3 è: [a] R [b] 2*R [c] R/2 [d] R/3 [e] R/4

Fisica - M. Obertino Esercizio Il valore della resistenza da aggiungere in parallelo alla resistenza di carico R di un circuito elettrico per ridurne il valore a 1/3 è: [a] R [b] 2*R [c] R/2 [d] R/3 [e] R/4 Devo trovare R 2 tale che:

Fisica - M. Obertino Esercizio Come si definisce la resistivita’ elettrica di un materiale? [a] Come la resistenza elettrica di un filo di tale materiale di lunghezza unitaria e sezione costante e unitaria [b] Come la resistenza elettrica di un filo di tale materiale di lunghezza unitaria e sezione qualsiasi [c] Come la resistenza elettrica di un filo di tale materiale di lunghezza qualsiasi e sezione costante e unitaria [d] Come la resistenza meccanica alla deformazione di un filo materiale [e] Come la resistenza termica alla alte temperature di un filo materiale

Fisica - M. Obertino Esercizio Come unità di misura del potenziale elettrico possono essere utilizzate alternativamente tutte quelle elencate, salvo una che è ERRATA. Quale? [a] Volt [b] Joule / coulomb [c] Watt / ampère [d] Newton / coulomb [e] (Newton metro) / coulomb

Fisica - M. Obertino CAPACITA’ IN UN CONDENSATORE Anche i condensatori possono essere inseriti nei circuiti elettrici caric a +Q + + + + + + + + + Si definisce capacità del condensatore: d - - ----- a -Q Se colleghiamo un condensatore ai poli di una batteria (ΔV) le due armature si caricano acquistando una carica ±Q caric >> Unità di misura nel S. I. F (farad) = C/V Per un condensatore piano costituito da due armature di area A poste a distanza d e separate da un dielettrico di costante dielettrica relativa er

Fisica - M. Obertino CONDENSATORI IN SERIE Due o più condensatori sono collegati in serie quando sulle armature c’è la stessa quantità di carica Q

Fisica - M. Obertino CONDENSATORI IN PARALLELO Due o più CONDENSATORI sono in parallelo quando sono collegati alla stessa differenza di potenziale DV

Fisica - M. Obertino ENERGIA IMMAGAZZINATA IN UN CONDENSATORE caric a +Q + + + + + + + + + d - - ----- a -Q “ La proprietà principale di un condenatore è quella di immagazzinare carica elettrica ed energia. ” caric - L’energia immagazzinata in un consensatore si calcola come: Questa energia puo’ essere utilizzata in vari modi es. defibrillatore

Fisica - M. Obertino CORRENTE CONTINUA e ALTERNATA Se il verso della corrente e’ costante nel tempo la corrente si dice continua. Le leggi studiate fin ad ora valgono per la corrente continua Se il verso della corrente si inverte periodicamente la corrente si dice alternata. Per generare una corrente alternata occorre una differenza di potenziale alternata. La differenza di potenziale tra i due poli di una comune presa di corrente è alternata (in Europa: f=50 Hz Vmax=310 V)

Fisica - M. Obertino I e DV EFFICACI IN CORRENTE ALTERNATA In corrente/tensione alternata possiamo usare le leggi studiate fin ad ora utilizzando per tali grandezze i valori efficaci. Si definisce valore efficace della tensione alternata V la media dei valori assunti nel tempo da V 2

Fisica - M. Obertino Esercizio La corrente alternata a 50 Hertz che fluisce dalla rete italiana nelle nostre case, ha la proprietà: [a] di riacquistare lo stesso valore 50 volte al secondo [b] di riacquistare lo stesso valore 50 volte al minuto [c] di valere al massimo 50 Ampere [d] di essere continua e valere al massimo 50 Coulomb al secondo [e] di alternare valori negativi e positivi arbitrari

Fisica - M. Obertino MAGNETISMO Il magnetismo è una delle proprietà fondamentali della materia Alcune pietre (calamite naturali o magneti) si attraggono a vicenda ed attraggono materiali come il ferro o l’acciaio Un pezzo di acciaio temperato in presenza di un magnete acquista proprietà magnetiche non perde neppure quando lo si separa dal magnete: diventa una calamita permanente

Fisica - M. Obertino LA TERRA E’ UNA GRANDE CALAMITA Un ago calamitato libero di girare intorno al suo centro (bussola) assume rispetto alla terra una posizione definita, orientandosi lungo la direzione nord-sud. L’estremità dell’ago che si orienta verso Nord si chiama “Polo Nord” del magnete. Analogamente è chiamata “Polo Sud” l’estremità che si rivolge a Sud Anche la Terra si comporta come una grande calamita

Fisica - M. Obertino POLI MAGNETICI Qualunque magnete presenta un Polo Nord e un Polo Sud. Se si spezza in due un magnete si ottengono 2 magneti, ciascuno con un Polo Sud e un Polo Nord. Fino ad oggi non si è ancora riusciti ad individuare un oggetto magnetico costituito da un ‘unico polo Il polo Nord di una calamita respinge il polo Nord di un’altra calamita, mentre attrae il suo Polo Sud Poli uguali si respingono Poli opposti si attraggono repulsione attrazione

Fisica - M. Obertino CAMPO MAGNETICO Un magnete perturba lo spazio circostante generando intorno a se un campo magnetico (B). >>> Unita’ di misura nel S. I T (Tesla)

Fisica - M. Obertino Esercizio Indica quale delle seguenti affermazioni e’ corretta [a] il polo nord geografico della Terra e’ anche il polo nord magnetico [b] il polo nord di un magnete punta verso il polo nord della Terra [c] l’unita’ di misura del campo magneti nel SI e’ il Volt [d] poli uguali di un magnete si attraggono, poli opposti si respingono [e] le linee di campo magnetico non sono sempre chiuse

Fisica - M. Obertino EFFETTO del CAMPO MAGNETICO su una CARICA ELETTRICA B

Fisica - M. Obertino EFFETTO del CAMPO MAGNETICO su una CARICA ELETTRICA B θ Forza di Lorentz F = q v B senθ La forza di Lorentz compie lavoro?

Fisica - M. Obertino Esercizio Una particella neutra attraverso una regione perpendicolare ad un campo magnetico descrive una traiettoria [a] parabolica [b] elicoidale [c] iperbolica [d] circolare [e] rettilinea

Fisica - M. Obertino Esercizio Un carica elettrica ferma tra i poli di un magnete [a] è attratta dal polo sud del magnete [b] è attratta dal polo nord del magnete [c] subisce una forza perpendicolare al campo magnetico [d] subisce una forza parallela al campo magnetico [e] non subisce alcuna forza da parte del magnete

Fisica - M. Obertino EFFETTO del CAMPO MAGNETICO su una CARICA ELETTRICA B θ Forza di Lorentz F = q v B senθ ü Una particella neutra non è mai sottoposta a forza ü Una particella carica ferma non è sottoposta a forza ü Se il moto è parallelo alle linee di forza del campo magnetico, la particella carica non e’ sottoposta a forza

Fisica - M. Obertino Carica in campo magnetico Consideriamo una particella di carica positiva che si muove in una regione in cui e’ presente un campo magnetico costante perpendicolare alla sua velocita’. B costante entrante La particella si muove sul piano perpendicolare a B di moto circolare uniforme. La forza centripeta e’ data dalla forza di Lorentz Il raggio della circonferenza descritta sara’

Fisica - M. Obertino FORZA ELETTRICA E FORZA MAGNETICA F = q E • FELETTRICA e’ parallela o antiparallela a E FMAGNETICA e’ perpendicolare a B • FELETTRICA agisce su una particella carica, sia ferma che in movimento FMAGNETICA agisce solo su una particella carica in movimento • FELETTRICA compie lavoro FMAGNETICA non compie lavoro - Quindi l’energia cinetica di una particella carica non può essere modificata da B

Fisica - M. Obertino Domande Un elettrone si muove con velocita’ costante in una regione di spazio priva di campi magnetici. Si puo’ concludere che in questa regione il campo elettrico e’ nullo? Un elettrone si muove con velocita’ costante in una regione di spazio priva di campi elettrici. Si puo’ concludere che in questa regione il campo magnetico e’ nullo?

Fisica - M. Obertino Correnti e fenomeni magnetici Un filo percorso da corrente fa cambiare orientamento ad un ago magnetico

Fisica - M. Obertino Correnti e fenomeni magnetici Un filo percorso da corrente fa cambiare orientamento ad un ago magnetico Due fili percorsi da corrente subiscono una forza attrattiva o repulsiva in dipendenza dalla direzione della corrente che vi circola

Fisica - M. Obertino Campi magnetici generati da correnti Cariche in movimento generano campi magnetici Consideriamo il campo B generato da: un filo percorso da corrente una spira percorso da corrente un solenoide percorso da corrente

Fisica - M. Obertino Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente Campo B generato da un filo percorso da corrente I a distanza R Verso di B si ricava con la regola della mano destra Linee di campo sono circonferenze centrate nel filo

Fisica - M. Obertino Campo magnetico generato da una spira percorsa da corrente Campo magnetico di una spira percorsa da corrente è analogo a campo di una barra magnetica. Se R è il raggio della spira e I è la corrente che la attraversa, il campo B 0 sull’asse della spira (z) si calcola come z Una singola spira, anche se percorsa da una corrente intensa, produce un campo debole bobine formate da più spire

Fisica - M. Obertino Campo magnetico generato da un solenoide Un solenoide è una lunga bobina con molte spire avvolte una accanto all’altra. Il campo all’interno di un solenoide di N spire e di lunghezza L percorso da una corrente I è uniforme e parallelo all’asse, di intensità n = numero di spire per unità di lunghezza = N/L

Fisica - M. Obertino Interazione tra campo magnetico e corrente elettrica Un filo percorso da corrente in un campo magnetico e’ soggetto ad una forza a meno che la corrente non sia parallela al campo. Per un segmento di filo di lunghezza l E’ possibile che un filo percorso da corrente posto in un campo magnetico costante non risenta dell’azione di alcuna forza?

Fisica - M. Obertino Correnti e campi magnetici Correnti parallele e concordi si attraggono, parallele e discordi si respingono Il campo B generato da I 1 esercita una forza F 1 su I 2, e viceversa. F 1 e F 2 sono uguali in modulo. d L

Fisica - M. Obertino Esercizio Due fili rettilinei percorsi da correnti discordi posti ad una distanza d: [a] si respingono con una forza che cresce al crescere di d [b] si attraggono con una forza che cresce al diminuire di d [c] si attraggono con una forza che non dipende da d [d] si respingono con una forza che non dipende da d [e] si respingono con una forza che cresce al diminuire di d

Fisica - M. Obertino Forza elettromotrice indotta

Fisica - M. Obertino Legge di Faraday-Lenz Tutte le volte che ho una variazione del flusso di B attraverso una spira chiusa, in quest’ultima viene indotta una forza elettromotrice (differenza di potenziale) Legge di Faraday-Lenz

Fisica - M. Obertino Flusso del campo magnetico Quindi si puo’ indurre una corrente in una spira:

Fisica - M. Obertino Flusso del campo magnetico Quindi si puo’ indurre una corrente in una spira: Variando l’area racchiusa dalla spira

Fisica - M. Obertino Flusso del campo magnetico Quindi si puo’ indurre una corrente in una spira: Variando l’area racchiusa dalla spira Facendo ruotare la spira rispetto a B

Fisica - M. Obertino Flusso del campo magnetico Quindi si puo’ indurre una corrente in una spira: Variando l’area racchiusa dalla spira Facendo ruotare la spira rispetto a B Variando B

Fisica - M. Obertino Legge di Faraday-Lenz Tutte le volte che ho una variazione del flusso di B attraverso una spira chiusa, in quest’ultima viene indotta una forza elettromotrice (differenza di potenziale) Legge di Faraday-Lenz Il segno meno indica che la corrente indotta circola nella spira nel verso tale da generare un campo magnetico che si opponga alla variazione del flusso.

ONDE Fisica - M. Obertino

Fisica - M. Obertino ONDE ELETTROMAGNETICHE Si può verificare sperimentalmente che § un campo elettrico variabile nel tempo produce un campo magnetico § un campo magnetico variabile nel tempo produce un campo elettrico Campo magnetico variabile genera campo elettrico questo campo elettrico è variabile e genererà un campo magnetico questo campo magnetico è variabile e genererà a sua volta un campo elettrico variabile … Il Risultato è la produzione di un’onda che si propaga nello spazio (onda elettromagnetica)

Fisica - M. Obertino COS’E’ UN’ONDA? OSCILLAZIONI che si propagano nello spazio con trasporto di energia ma senza trasporto di materia Un’ oscillazione ma. . . di che cosa? Oscillazione dei vettori campo elettrico e magnetico ONDA ELETTROMAGNETICA si propaga anche nel vuoto Oscillazione dei punti di un mezzo materiale ONDA ELASTICA (esempio: onde del mare, onde sonore, onde lungo una corda vibrante) Se l’oscillazione si ripete ad intervalli regolari l’onda è detta periodica

Fisica - M. Obertino LUNGHEZZA D’ONDA Immaginiamo di fotografare una corda in oscillazione otteniamo un’istantanea a tempo fissato Grafico: - Asse x distanza del punto considerato dalla sorgente - Asse y spostamento di un punto dalla sua posizione di equilibrio Lunghezza d’onda: distanza tra due massimi successivi; si indica con λ (“lambda”) e si misura in metri

Fisica - M. Obertino PERIODICITA’ NEL TEMPO Fissiamo un punto, per esempio A, e vediamo come varia la sua posizione nel tempo al passaggio dell’onda A Grafico: - Asse x tempo - Asse y spostamento di un punto dalla sua posizione di equilibrio

Fisica - M. Obertino PERIODO e FREQUENZA Periodo: distanza tra due massimi successivi; si indica con T e si misura in secondi Frequenza: l’inverso del periodo, f = 1/T, si misura in secondi-1 Periodo (e frequenza) sono caratteristiche intrinseche dell’onda

Fisica - M. Obertino VELOCITA’ DI PROPAGAZIONE La velocita’ di propagazione di un’onda dipende dal mezzo. Es per le onde sonore: Materiale Velocità di propagazione Aria 344 m/s Acqua 1480 m/s Tessuto corporeo 1570 m/s Legno 3850 m/s NOTA: Nel passaggio tra due mezzi con diverse velocità di propagazione, la frequenza dell’onda si mantiene inalterata mentre varia la lunghezza d’onda.

Fisica - M. Obertino ONDE SONORE ONDE SONORE: compressione e rarefazione aria • Se di frequenza compresa tra 20 Hz e 20000 Hz suono udibile dall’orecchio umano • Sotto i 20 Hz infrasuoni • Sopra i 20000 Hz ultrasuoni

Fisica - M. Obertino ONDE ELETTROMAGNETICHE E e B oscillano perpendicolarmente l'un l'altro e la direzione di propagazione dell'onda è perpendicolare a entrambe le direzioni di oscillazione Tutte le onde em nel vuoto si propagano con la stessa velocità, pari alla velocità della luce: c= 3· 108 m/s (massima velocita’ raggiungibile in natura) In un mezzo si propagano con v<c, dipendete dal mezzo. Definiamo indice di rifrazione di un mezzo

Fisica - M. Obertino SPETTRO ELETTROMAGNETICO Le onde em hanno in realtà un doppia natura: ondulatoria e corpuscolare I “corpuscoli” costituenti le onde em si chiamano fotoni e hanno energia E=hf (h=cost. di Planck) All’ aumentare della frequenza aumenta l’energia

Fisica - M. Obertino Esercizio La differenza tra onde radio e raggi X è: [a] la frequenza [b] la velocità [c] l’ampiezza [d] la massa [e] l’accelerazione

Fisica - M. Obertino Esercizio I raggi X sono: [a] elettroni [b] particelle alfa [c] protoni [d] neuroni [e] fotoni

Fisica - M. Obertino Esercizio La velocità del suono: [a] dipende dal mezzo in cui si propaga [b] è pari a 333 m/s nel vuoto [c] non può essere superata dai corpi in moto [d] è prossima alla velocità della luce [e] nessuna delle precedenti risposte è vera

Fisica - M. Obertino Esercizio A parità di frequenza, se diminuisce la lunghezza d’onda [a] diminuisce la velocità di propagazione dell’onda [b] rimane costante la velocità di propagazione dell’onda [c] il periodo caratteristico dell’onda aumenta [d] aumenta la velocità di propagazione dell’onda [e] il periodo caratteristico dell’onda diminuisce

Fisica - M. Obertino Esercizio Con riferimento alla radiazione X si dica quale delle seguenti affermazioni e’ vera: [a] Un fascio di radiazione X quando attraversa la materia e non interagisce aumenta la sua velocita’ di propagazione [b] Un fascio di radiazione X quando attraversa la materia e non interagisce diminuisce la sua velocita’ di propagazione [c] un’onda em di l=1 mm puo’ essere radiazione X [d] un’onda em di l=0. 01 nm puo’ essere radiazione X [e] la velocita’ di propagazione della radiazione X nel vuoto e’ tanto maggiore quanto maggiore e’ la sua energia

Fisica - M. Obertino TEST DEL 3 AGOSTO 2011

Fisica - M. Obertino Esercizio Un tuffatore si lascia cadere da un trampolino alto 9. 8 m sul livello dell’acqua. Dopo quanto tempo raggiunge l’acqua? A) 4 s B) 1, 8 s C) *1. 41 s D) 2 s E) 30 s

Fisica - M. Obertino Esercizio Un recipiente contiene un gas perfetto a 27°C che si espande raggiungendo il doppio del suo volume a pressione costante. La temperatura finale e' A) 540 °C B) * 327 °C C) 600 °C D) 54 °C E) 300 °C PV=n. RT Se P=cost e v raddoppia T raddoppia: Tfin=600 K

Fisica - M. Obertino Esercizio Facciamo compiere piccole oscillazioni ad un pendolo costituito da un peso sostenuto da un filo di massa trascurabile. Quando il pendolo si trova alla massima ampiezza di oscillazione tagliamo il filo. Cosa succede al peso? [a] Descrive una parabola partendo con velocita' iniziale verso l'alto, tangente alla trairttoria del pendolo quando il filo viene tagliato [b] Descrive una parabola partendo con velocita' iniziale in direzione orizzontale [c] Cade lungo una traiettoria che per i primi istanti coincide con quella che seguirebbe se il filo fosse integro [d] Sale in verticale per un breve tratto fino a fermarsi per poi iniziare a cadere. [e]* Cade in verticale partendo con velocita' iniziale nulla Gia’ corretta nella lezione del 09/08/2011

Fisica - M. Obertino Esercizio Un filo di lunghezza l e raggio r è percorso da corrente. Se il raggio del filo raddoppia [a] la resistenza del filo si dimezza [b] la resistenza del filo non varia a patto che anche la lunghezza del filo raddoppi [c] la resistenza del filo aumenta [d] la resistività del filo si dimezza [e]* la resistività del filo non varia Gia’ corretta nella lezione del 11/08/201

Fisica - M. Obertino Esercizio Un filo rettilineo attraversato da una corrente crea nello spazio circostante un campo magnetico B le cui linee di forza sono: A) rette parallele al filo B) rette ortogonali al filo e fra di loro parallele C) eliche cilindriche aventi come asse il filo D) *circonferenze aventi per asse il filo E) rette ortogonali al filo e convergenti in esse