Fisica

Articolo Fronte d'onda Raggio di luce

Definizione di fronte d'onda

Se si lancia un sasso in una pozza d'acqua, si generano onde circolari che si allontanano dal centro del cerchio. Le onde presentano creste e avvallamenti. Le creste o gli avvallamenti che si allontanano dal centro del cerchio costituiscono il fronte d'onda.

Due fronti d'onda adiacenti sono due parti dell'onda che hanno la stessa fase e sono separate da una lunghezza d'onda. I picchi o le valli d'onda che hanno la stessa fase e sono separati da una o più lunghezze d'onda sono chiamati fronti d'onda. Oltre alle onde d'acqua, anche le onde sonore e le onde luminose hanno un fronte d'onda. A differenza delle onde d'acqua che si muovono solo su un piano o un'area, le onde sonore e le onde luminose si muovono nello spazio.

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Articolo sull'equazione di Poiseuille

L'equazione di Poiseuille fu scoperta da Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Come spiegato, ogni fluido può essere considerato un fluido ideale. Il fluido ideale non ha viscosità. Se immaginiamo che un fluido ideale scorra in un tubo, ogni parte del fluido si muove alla stessa velocità (v). A differenza del fluido ideale, il fluido reale che incontriamo nella vita di tutti i giorni ha viscosità. Proprio perché ha viscosità, quando scorre in un tubo, ad esempio, la velocità di ogni parte del fluido varia. Lo strato di fluido che si trova al centro si muove più velocemente (v profonda), al contrario, lo strato di fluido aderente al tubo è fermo (v = 0). Quindi, dal centro al bordo del tubo, ogni parte del fluido si muove a velocità diverse. Per facilitare la comprensione, osservate l'immagine qui sotto.

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I fluidi, sia liquidi che gassosi di diverso tipo, presentano diversi livelli di viscosità. La viscosità è l'attrito tra le molecole che compongono un fluido. Pertanto, le molecole generano l'attrito del fluido quando questo scorre. Nei liquidi, la viscosità è causata dalle forze di coesione (forze di attrazione tra molecole simili). Nei gas, invece, la viscosità è causata dalle collisioni tra le molecole.

I fluidi liquidi scorrono più facilmente, ad esempio l'acqua. Al contrario, i fluidi densi scorrono più difficilmente, ad esempio i lubrificanti. Si può verificare versando acqua e lubrificante su una superficie inclinata: l'acqua scorre più velocemente dell'olio. Il livello di viscosità di un fluido dipende anche dalla temperatura. Maggiore è la temperatura del liquido, minore è la sua viscosità. Ad esempio, quando una madre frigge il pesce in cucina, l'olio che inizialmente si addensa diventa più liquido con il calore. Viceversa, maggiore è la temperatura di una sostanza gassosa, più densa diventa.

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Forza di coesione e adesione

La forza di coesione è una forza di attrazione tra molecole di sostanze simili, mentre la forza di attrazione tra molecole di sostanze diverse è chiamata forza di adesione. Ad esempio, quando versiamo dell'acqua in un bicchiere, la coesione si verifica quando le molecole d'acqua si attraggono a vicenda, mentre l'adesione si verifica quando le molecole d'acqua e le molecole del vetro si attraggono a vicenda.

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Hai mai giocato con le bolle di sapone? Le bolle di sapone sono rotonde. Divertenti. Si possono soffiare. Dopo aver volato, le bolle di sapone scoppiano. Wow, è divertente, un gioco dell'infanzia. Perché le bolle di sapone sono rotonde?

Per favore, svegliati al mattino e osserva le foglie intorno alla casa. Guarda le goccioline di rugiada attaccate alle foglie. È strano; le gocce di rugiada sono rotonde. Com'è possibile?

La tensione superficiale si verifica perché la superficie del liquido tende a restringersi, assumendo l'aspetto di una sottile membrana. Questo fenomeno è influenzato dalla forza di coesione tra le molecole d'acqua. Per comprendere meglio questa spiegazione, si consideri la seguente illustrazione. Osserviamo il liquido contenuto in un recipiente.

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Articolo sul principio di Archimede

Una nave con una massa enorme non affonda, mentre una pietra di piccole dimensioni può affondare. Perché? La risposta è semplice se si comprendono il concetto di spinta di Archimede e il principio di Archimede.

Nella vita di tutti i giorni, notiamo che gli oggetti immersi in un fluido, come una pietra, hanno un peso inferiore rispetto a quando non sono in un liquido. Potrebbe risultare difficile sollevare una pietra da terra, ma la stessa pietra viene sollevata senza sforzo dal fondo del mare. Ciò è dovuto alla spinta di Archimede. La spinta di Archimede è causata dalle differenze di pressione del fluido a diverse profondità. La pressione del fluido aumenta con la profondità: più il fluido è denso, maggiore è la sua pressione. Quando un oggetto viene immerso in un fluido, si crea una differenza di pressione tra il fluido nella parte superiore dell'oggetto e quello nella parte inferiore. Il fluido nella parte inferiore dell'oggetto ha una pressione maggiore rispetto al fluido nella parte superiore.

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Articolo sul principio di Pascal

Come funziona il principio di funzionamento di un sollevatore idraulico per sollevare un'auto? Qual è il principio di funzionamento dei freni idraulici quando vengono utilizzati per ridurre la velocità dell'auto? Per comprendere meglio questi concetti, è necessario studiare il principio di Pascal.

Ogni fluido esercita sempre una pressione su tutti gli oggetti con cui entra in contatto. L'acqua che mettiamo in un bicchiere eserciterà pressione sulla parete di vetro. Allo stesso modo, se facciamo il bagno in piscina o al mare, l'acqua della piscina o del mare esercita pressione su tutto il nostro corpo.

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Articolo sulla pressione nei fluidi

In fisica, la pressione è definita come forza per unità di area, dove la direzione della forza è perpendicolare all'area della superficie. Matematicamente, la pressione è espressa dall'equazione P = F / A, dove P = pressione, F = forza e A = area della superficie. L'unità di misura della forza (F) è il Newton (N), l'unità di misura dell'area è il metro quadrato (m² ⁾ . Poiché la pressione è la forza per unità di area, la sua unità di misura è N/m² ^. Un altro nome per N/m² ^è Pascal (Pa). Il Pascal fu utilizzato come unità di misura della pressione in onore di Blaise Pascal.

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Articolo sulla densità e sul peso specifico

Densità

Una caratteristica importante di una sostanza è la densità. La densità è il rapporto tra massa e volume. In termini matematici:

= m / V

ρ (rho) è una lettera greca comunemente usata per esprimere la densità, m è la massa e V è il volume. La densità di un fluido omogeneo è diversa dalla densità di un solido omogeneo. Il ferro, ad esempio, ha la stessa densità in ogni sua parte. Nell'atmosfera terrestre, più ci si allontana dalla superficie terrestre, minore è la sua densità, mentre per l'acqua di mare, più si è in profondità, maggiore è la sua densità. La densità di un fluido omogeneo può dipendere da fattori ambientali come la temperatura e la pressione.

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Articolo sulle applicazioni del principio di Bernoulli e dell'equazione di Bernoulli.

teorema di Torricelli

Uno degli usi dell'equazione di Bernoulli è il calcolo della velocità di fuoriuscita di un liquido dal fondo di un contenitore (vedi figura).

Applichiamo l'equazione di Bernoulli nel punto 1 (superficie del contenitore) e nel punto 2 (superficie del foro). Poiché il diametro del foro sul fondo del contenitore è molto più piccolo del diametro del contenitore, la velocità del liquido sulla superficie del contenitore è considerata nulla (v ₁ = 0). La superficie del contenitore e la superficie del foro sono aperte, quindi la pressione è uguale alla pressione atmosferica (P ₁ = P ₂ ). Pertanto, l'equazione di Bernoulli per questo caso è:

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