Interazione Fisica Classica

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  1. fonox
     
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    Anch’io, come comy con l’aiuto di wiki e altri siti, cercherò di fare del mio meglio per spiegarvi la Fisica, e spero di riuscire a farvela amare come la amo io…

    Quando parliamo di Fisica classica parliamo inevitabilmente della meccanica classica, cioè dell’insieme di tutte quelle teorie meccaniche che sono state sviluppate fino al 1800. All’interno di essa possiamo distinguere due differenti tronconi:
    · Meccanica Newtoniana, o semplicemente meccanica, formulata e stilata da Newton nel suo celebre testo pubblicato nel 1687. I principi su cui newton studia le relazioni tra movimento/causa sono tre:
    1. Primo principio o principio d’inerzia, secondo il quale ogni corpo persiste nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, se nessuna forza esterna interviene per cambiare tale stato.
    2. Secondo principio o principio di proporzionalità, secondo il quale un corpo non vincolato al quale si applica una forza continua e costante, si muove con moto uniformemente accelerato lungo la direzione della forza. Se allo stesso corpo si applica una forza doppia della prima, esso si muoverà con moto uniformemente accelerato con accelerazione anch’essa doppia della prima. Ma il rapporto fra la forza applicata e l’accelerazione resterà sempre costante e questo rapporto è la massa del corpo: F=ma che rappresenta l'equazione fondamentale della meccanica classica.
    3. Terzo principio o principio di azione e reazione, secondo il quale ad ogni azione corrisponde sempre un'azione uguale e contraria. Quindi le mutue azioni fra due corpi sono sempre uguali e dirette in senso contrario.
    · Meccanica Analitica, talvolta detta Meccanica Razionale, sviluppata da Lagrange, Hamilton, Liouville, Jacobi e altri fra la seconda metà del 1700 e la fine del 1800.

    È bene osservare che le due teorie, pur partendo da princìpi diversi (i postulati di Newton nel primo caso; il principio di minima azione nel secondo) ed utilizzando metodi matematici sostanzialmente differenti (semplice calcolo nel primo, calcolo delle variazioni ed elementi di analisi matematica superiore nel secondo), arrivano sostanzialmente a risultati equivalenti dal punto di vista sperimentale.


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    Nella Fisica classica troviamo anche l’elettromagnetismo, col quale indichiamo l'insieme dei fenomeni fisici di natura elettrica e magnetica, il cui comportamento classico è descritto dalle equazioni di Maxwell. L'importanza delle equazioni di Maxwell nell'elettromagnetismo applicato è quella di fornire le relazioni tra il campo elettrico e quello magnetico, sottolineando l'importanza delle induzioni generate dai campi stessi. Le equazioni di Maxwell sono un sistema di equazioni fondamentali nello studio dei fenomeni elettromagnetici: governano infatti l'evoluzione spaziale e temporale dei campi elettrico e magnetico. Appaiono per la prima volta al completo in forma differenziale, in "A Treatise on Electricity and Magnetism", pubblicato da James Clerk Maxwell nel 1873. Le equazioni possono essere scritte sotto varie forme:
    · Forma differenziale, nel caso più generale, in cui i campi dipendano dalle coordinate spaziali e dal tempo, la forma differenziale delle equazioni di Maxwell è, nel sistema di unità di misura internazionale:
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    · Forma tensoriale relativistica
    · Forma integrale
    ( nelle ultime due ho evitato formule… altrimenti non mi sarebbe bastato il forum !! )


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    Infine nella Fisica classica troviamo la termodinamica, ovvero la branca della fisica che descrive le trasformazioni subite da un sistema in seguito ad un processo di scambio di energia con altri sistemi o con l'ambiente esterno. La termodinamica classica si basa sul concetto di sistema macroscopico, ovvero una porzione di materia fisicamente o concettualmente separata dall'ambiente esterno, che spesso per comodità si assume non perturbato dallo scambio di energia con il sistema. Lo stato di un sistema macroscopico che si trova all'equilibrio è specificato da grandezze dette variabili termodinamiche o di stato come la temperatura, la pressione, il volume, la composizione chimica.
    I diversi tipi di sistemi che si possono prendere in considerazione sono:
    · sistemi isolati: non scambiano calore, materia, lavoro con l'esterno;
    · sistemi chiusi: scambiano energia (calore, lavoro), ma non materia con l'esterno. Quando un sistema scambia calore, lavoro o entrambi, lo si può classificare in base alle proprietà al bordo:
    1. bordo adiabatico: non permette scambio di calore;
    2. bordo rigido: non permette scambio di lavoro;
    · sistemi aperti: permette scambio di energia e materia con l'esterno. Un contorno che permette scambio di materia è detto permeabile.

    Si parla di trasformazioni termodinamiche quando un sistema passa da uno stato di equilibrio ad un altro, possiamo distinguere le trasformazioni in due gruppi:
    · Trasformazioni reversibili, ovvero quelle trasformazioni che consentono di essere ripercorse in senso inverso (si ritorna precisamente al punto di partenza, ripercorrendo all'indietro gli stessi passi dell'andata),
    · Trasformazioni irreversibili, ovvero quelle trasformazioni che, se ripercorse all'indietro, non faranno ritornare al punto iniziale, ma ad uno diverso.


    Molto famosi in questa branca della Fisica classica sono i suoi principi, dei quali ora vi espongo l’enunciato anche se penso che molti di voi per non dire la totalità, conoscerà:
    · Principio Zero, ovvero se un corpo "A" è in equilibrio termico con un corpo "B", e "B" è in equilibrio termico con un corpo "C", "A" e "C" sono in equilibrio tra loro;
    · Primo Principio, ovvero quando un corpo viene posto a contatto con un altro corpo relativamente più freddo, avviene una trasformazione che porta a uno stato di equilibrio, in cui sono uguali le temperature dei due corpi;
    · Secondo Principio, ovvero è impossibile realizzare una macchina ciclica che abbia come unico risultato il trasferimento di calore da un corpo freddo a uno caldo (enunciato di Clausius) o, equivalentemente, che è impossibile costruire una macchina ciclica che operi producendo lavoro a spese del calore sottratto a una sola sorgente (enunciato di Kelvin);
    · Terzo Principio, ovvero nello stato a minima energia l'entropia ha un valore ben definito che dipende solo dalla degenerazione dello stato fondamentale.

     
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