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OBIETTIVI FORMATIVI
Metodo sperimentale; valutazione di ordini di grandezza; collegamenti tra argomenti di matematica e di chimica e alcune applicazioni fisiche; descrizione dei moti di rototraslazione; teoremi di conservazione, in particolare conservazione dell'energia.
Descrizione dei sistemi continui e propagazione delle onde
Cenni di elettromagnetismo; concetti fondamentali dell'ottica geometrica e ottica fisica, corredati da esperienze di laboratorio.
CONTENUTI
INTRODUZIONE
cosa sappiamo del nostro universo
cenni sulle interazioni fondamentali e sul modello standard
COME SI RAGIONA E SU COSA SI RAGIONA IN FISICA
ordini di grandezza
notazione scientifica
lunghezze tipiche del mondo che ci circonda, della struttura della materia, del nostro universo
scale lineari e scale logaritmiche
grandezze fisiche fondamentali e derivate
perchè le grandezze fondamentali sono fondamentali?
calcolo dimensionale
uso del calcolo dimensionale a scopo predittivo
IL METODO SPERIMENTALE
il procedimento di misura e la precisione associata
valore vero, stima, errore
errore strumentale
accuratezza e precisione
errore statistico
cifre significative e arrotondamento
media e varianza, deviazione standard
distribuzione dei dati su un intervallo
rappresentazione con gli istogrammi
interpretazione statistica della misura
distribuzione normale o gaussiana
propagazione degli errori
LO SCOPO DELLA FISICA NEWTONIANA
grandezze scalari e vettoriali
il concetto di punto materiale
la posizione come vettore
la direzione di un vettore: il concetto di versore
dipendenza dal tempo, legge oraria
variazioni di grandezze fisiche: lo spostamento
somma e differenza di vettori
rappresentazione in coordinate cartesiane
il concetto intuitivo di velocità e la sua definizione formale
prodotto di un vettore per uno scalare
il concetto intuitivo di accelerazione e la sua definizione formale
come si torna indietro: dalla velocità allo spostamento
la seconda legge di Newton: il rapporto causa-effetto
la legge della dinamica come equazione differenziale
forze interne e forze esterne
il concetto di sistema fisico
centro di massa
dalla legge di Newton alla prima equazione cardinale
STUDIO DEL MOTO IN CASI SEMPLICI
forze costanti e applicazioni
l'importanza delle condizioni iniziali
moti rettilinei e parabolici
forza gravitazionale
moto circolare
velocità angolare
accelerazione centripeta e tangenziale
le leggi di Keplero
la legge di gravitazione universale
la forza di Coulomb
forza elastica
moto armonico
quando la somma delle forze esterne si annulla
quantità di moto e sua conservazione
collisioni
statica
ENERGIA E SUE TRASFORMAZIONI
il concetto intuitivo di energia e la sua formalizzazione
lavoro di una forza
prodotto scalare tra vettori
potenza
il teorema delle forze vive
forze conservative
energia potenziale
conservazione dell'energia meccanica
attrito e generazione di calore
LE ALTRE GRANDEZZE DINAMICHE FONDAMENTALI
il concetto di corpo rigido
la possibilità di separare le traslazioni dalle rotazioni
il momento di una forza rispetto a un polo
prodotto vettore tra vettori
la seconda equazione cardinale
quando la somma dei momenti delle forze esterne si annulla
momento angolare e sua conservazione
statica del corpo rigido
PER DESCRIVERE SISTEMI "PIU' COMPLICATI"
il concetto di fluido: fluidi ideali e reali
il concetto intuitivo di pressione e la sua formalizzazione
equazione di Bernoulli
casi particolari
il principio di Archimede
la legge di Stevino
il barometro di Torricelli
ONDE MECCANICHE
OTTICA GEOMETRICA
Riflessione, trasmissione, assorbimento
Leggi della riflessione, conseguenze e applicazioni
Leggi della rifrazione, riflessione totale
Rifrazione da uno spessore a facce piane parallele
Cenni sull'interpretazione elettromagnetica della luce
Frequenza e lunghezza d'onda Spettro elettromagnetico
Dispersione
Formazione delle immagini in un sistema ottico
Immagini da specchi piani e sferici
Immagini da un diottro
Immagini da una lente sottile
Cenni sull'occhio e la visione
OTTICA FISICA
Interferenza da sorgenti monocromatiche coerenti Interferenza di lamine isotrope
Birifrangenza
Diffrazione da una fenditura rettangolare; fenditura circolare Diffrazione da strutture periodiche: reticoli
MODALITÀ DI VERIFICA
Valutazione delle relazioni di laboratorio (da portare stampate alla prova orale)
Scritto consistente in 10 esercizi a risposta multipla (la risposta scelta deve essere giustificata), ciascuno dei quali è valutato al massimo 3/30. (Ammessi all'orale i candidati che conseguono un punteggio superiore o uguale a 15/30)
Orale sulla parte di relazioni e compito giudicate insufficienti o incomplete
TESTI DI RIFERIMENTO
Un testo universitario di fisica generale (preferibilmente per i corsi della facoltà di Scienze MFN) quali per esempio
Giancoli Fisica, Ambrosiana;
Cutnell,Johnson, Fisica, Zanichelli;
Halliday,Resnick,Walker, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana;
Serway, Jewett - Principi di Fisica, Edises ;
Giambattista, Richardson, Richardson - Fisica generale, McGraw-Hill
Tipler, Mosca - Corso di Fisica, Zanichelli
e un testo dove si parli di trattamento e analisi dati
Taylor, Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli;
A.Filipponi, Introduzione alla fisica, Zanichelli
M.Loreti, Teoria degli errori e fondamenti di statistica, Zanichelli
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