Formulario di Fisica: Principali Leggi e Formule

Sommario del Formulario

Questo formulario di fisica è il tuo compagno perfetto per risolvere problemi e prepararti alle verifiche. È organizzato in 8 sezioni principali che coprono tutto il programma.

Le sezioni vanno dalle grandezze e misure di base fino ai concetti più avanzati di elettromagnetismo. Ogni capitolo contiene le formule essenziali con le relative unità di misura.

Usa questo strumento come riferimento rapido durante lo studio - ogni formula è stata selezionata perché davvero indispensabile per i tuoi esercizi!

💡 Consiglio: Tieni sempre a portata di mano questo formulario durante gli esercizi - ti farà risparmiare tempo prezioso!

Grandezze e Misure

I prefissi sono fondamentali per convertire le unità di misura. Da giga (10⁹) a nano (10⁻⁹), ogni prefisso moltiplica l'unità base per una potenza di 10.

Le unità di misura principali sono nel sistema SI (MKS) con metro, chilogrammo e secondo. Ricorda che 1 m³ = 10⁶ cm³ e 1 kg/m³ = 10⁻³ g/cm³ per le conversioni più frequenti.

Per densità e peso specifico usa le formule base: d = m/V e ps = mg/V = dg. La densità ti dice quanta massa c'è in un volume, il peso specifico quanto pesa.

I volumi si calcolano diversamente: cubo (L³), parallelepipedo (L₁×L₂×L₃), cilindro (πr²h), cono (⅓πr²h) e sfera (⅘πr³).

⚡ Trucco: Per convertire velocità da m/s a km/h moltiplica per 3,6, per il contrario dividi per 3,6!

Vettori e Forze

I vettori si sommano con il metodo del parallelogramma o punta-coda. La differenza si ottiene ribaltando il secondo vettore e poi sommando.

Il prodotto scalare (a⋅b = ab cos α) dà un numero, mentre il prodotto vettoriale (|a×b| = ab sen α) dà un vettore perpendicolare ai due originali.

Le forze principali sono: peso (p = mg con g = 9,8 m/s²), attrito (statico Fa = k⋅N, dinamico Fa = -k⋅v o -k⋅v²) e elastica secondo Hooke (Fe = -ks).

L'attrito si divide in tre tipi: radente (tra superfici solide), volvente (rotolamento) e viscoso (nei fluidi). Ognuno ha la sua formula specifica.

🎯 Focus: Il segno meno in Fe = -ks significa che la forza elastica è sempre opposta allo spostamento!

Cinematica

La velocità media è Δs/Δt, quella istantanea si ottiene quando Δt→0. Stesso discorso per l'accelerazione: media = Δv/Δt, istantanea quando Δt→0.

Nel moto rettilineo uniforme: a = 0, v = costante, s = s₀ + vt. Nel moto uniformemente accelerato: a = costante, v = v₀ + at, s = s₀ + v₀t + ½at².

Per il moto verticale usa g = 9,81 m/s² verso il basso: v = v₀ - gt e y = y₀ + v₀t - ½gt². Il segno meno indica che la gravità rallenta i corpi lanciati verso l'alto.

Nel moto circolare uniforme: v = 2πr/T, a = v²/r, ω = 2π/T. L'accelerazione è sempre centripeta (verso il centro). Nel moto armonico: a = -ω²x.

📐 Ricorda: Nel moto uniformemente accelerato puoi usare anche v² - v₀² = 2aΔs quando non conosci il tempo!

Dinamica

I tre principi sono la base: 1° $F=0 → a=0$, 2° $F = ma$, 3° (azione e reazione). Il secondo principio è quello che userai di più negli esercizi.

Il momento di una forza è M = F×r (prodotto vettoriale) o M = Fb (distanza perpendicolare). Per l'equilibrio serve ΣF = 0 e ΣM = 0.

Il lavoro è L = F⋅s cos α (positivo se forza e spostamento concordi). La potenza P = L/t = F⋅v. L'energia cinetica Ec = ½mv².

Le energie potenziali dipendono dalla forza: gravitazionale (mgh), elettrostatica, elastica (½kx²). Il principio di conservazione dice che Ec + U = costante.

Impulso e quantità di moto: I = F⋅Δt = Δq, con q = mv. Nei sistemi isolati qtot = costante (fondamentale per gli urti).

💪 Strategia: Negli esercizi di dinamica, inizia sempre identificando tutte le forze che agiscono sul corpo!

Fluidi

La densità d = m/V e il peso specifico ps = mg/V = dg sono le proprietà base dei fluidi. La pressione p = F/S misura la forza per unità di superficie.

Il principio di Pascal spiega il torchio idraulico: FA/SA = FB/SB. La legge di Stevino dice che p = ρgh (pressione idrostatica aumenta con la profondità).

Il principio di Archimede: ogni corpo immerso riceve una spinta verso l'alto pari al peso del fluido spostato (SA = ρliquido⋅g⋅Vimmerso).

Per il galleggiamento: Vi/V = ρcorpo/ρliquido. Il peso apparente è P - SA. Nei fluidi in moto: portata Po = S⋅v e per continuità S₁v₁ = S₂v₂.

Il teorema di Bernoulli: p + ½ρv² + ρgh = costante lungo una linea di flusso.

🌊 Insight: Un corpo galleggia se la sua densità è minore di quella del liquido - ecco perché il ghiaccio galleggia sull'acqua!

Termologia e Termodinamica

La conversione Kelvin-Celsius: T = °t + 273,15. La dilatazione lineare ΔL = L₀αΔT, quella volumica ΔV = V₀αΔT $con α = 3λ$.

Il calore Q = mcΔt (calore specifico c). Nel calorimetro: Tc = $m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂$/$m₁ + m₂$. Ricorda: 1 cal = 4,186 J.

Le leggi dei gas: a P costante V/T = k, a V costante P/T = k, a T costante PV = k. L'equazione di stato PV = nRT con R = 8,314 J/(mol⋅K).

Il primo principio: ΔU = Q - L. Il rendimento η = L/Q₁ = 1 - Q₂/Q₁. Per Carnot (ideale): η = 1 - T₂/T₁.

Il secondo principio vieta le macchine perpetue e spiega perché il calore va sempre da caldo a freddo spontaneamente.

🔥 Attenzione: Nel primo principio, Q > 0 se assorbito, L > 0 se fatto dal sistema. Segni opposti!

Elettromagnetismo

La forza elettrostatica Fe = kq₁q₂/r² è analoga a quella gravitazionale ma può essere attrattiva o repulsiva. Il campo elettrico E = F/q = kQ/r².

Il potenziale V = kQ/r e l'energia potenziale Up = kQq/r. La differenza di potenziale è UAB = UA - UB. L'elettronvolt (eV) è un'unità di energia.

Per i condensatori: C = Q/ΔV. In serie 1/Ctot = 1/C₁ + 1/C₂, in parallelo Ctot = C₁ + C₂. Le resistenze si comportano al contrario.

La corrente i = Δq/Δt e la legge di Ohm i = ΔV/R. La resistenza R = ρl/A dipende dal materiale e dalla temperatura.

Le forze magnetiche: tra fili F = μ₀i₁i₂l/(2πd), su cariche F = qv×B, su fili F = il×B. L'induzione elettromagnetica: fem = -Δφ/Δt.

⚡ Pro tip: In elettromagnetismo, il verso delle forze si trova sempre con la regola della mano destra!