Guida pratica alla verifica delle leggi fisiche attraverso le simulazioni interattive del nostro laboratorio.
L'esperimento simula l'intuizione di Galileo Galilei: nel vuoto, tutti i corpi cadono con la stessa accelerazione \(g \approx 9.81 \, m/s^2\), indipendentemente dalla loro massa. Studiando il moto, verifichiamo che la velocità cresce linearmente col tempo (\(v = gt\)) mentre lo spazio cresce col quadrato del tempo.
Il pendolo è un esempio di Moto Armonico. Per piccole ampiezze (\(\theta < 10^\circ\)), il periodo \(T\) è indipendente dall'ampiezza (isocronismo) e dalla massa. Esso dipende radialmente dalla lunghezza del filo (\(L\)).
Curiosità: Christian Huygens inventò l'orologio a pendolo nel 1656 basandosi su questi principi.
Il principio di Bernoulli esprime la conservazione dell'energia per un fluido in moto laminare. Quando il fluido attraversa una strozzatura (effetto Venturi), deve accelerare (per l'equazione di continuità \(A_1 v_1 = A_2 v_2\)). Questo aumento di energia cinetica causa una caduta di pressione.
L'entropia (\(S\)) è una funzione di stato che misura il numero di microstati corrispondenti a un macrostato. Il Secondo Principio afferma che in un sistema isolato \(\Delta S \ge 0\). Il mescolamento spontaneo è un processo irreversibile guidato dalla probabilità statistica.
Gli atomi in un solido oscillano attorno a posizioni di equilibrio. Riscaldando il materiale, l'ampiezza delle oscillazioni aumenta (distorsione termica), portando a un aumento macroscopico delle dimensioni.
Nota: \(\alpha\) è il coefficiente di dilatazione lineare, specifico per ogni sostanza.
Nel rotolamento senza strisciamento, l'energia potenziale si trasforma in energia cinetica traslazionale ed energia cinetica rotazionale. Corpi con \(I\) maggiore (massa più esterna) "consumano" più energia per rotolare e quindi accelerano più lentamente.
Quando due o più onde si sovrappongono nello stesso punto dello spazio, l'onda risultante è data dalla somma delle ampiezze. Questo crea pattern di interferenza costruttiva (massimi) e distruttiva (nodi).
Il Primo Principio è una formulazione del Principio di Conservazione dell'Energia. In una trasformazione termodinamica, l'energia interna (\(U\)) varia solo attraverso scambi di Calore (\(Q\)) e Lavoro (\(W\)).
Convenzione: \(Q>0\) se assorbito; \(W>0\) se compiuto dal sistema.
Colleghiamo il mondo macroscopico a quello microscopico. La Pressione è causata dalla somma degli urti delle particelle contro le pareti. La Temperatura non è altro che l'energia cinetica media delle singole molecole: più sono veloci, più il gas è "caldo".