Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Attività di supporto alla didattica
Non previste.
Bollettino
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Introdurre alcune leggi fondamentali della Fisica con esempi, problemi ed
esperienze di laboratorio.
Conoscenza dei contenuti del Corso di Matematica, in particolare il calcolo vettoriale, derivate e integrali.
Matematica.
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Italiano
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Grandezze e Misure
Grandezze fisiche, sistemi di unita` di misura, analisi dimensionale.
Calcolo vettoriale
Definizione di vettore e di scalare. Leggi dell'algebra vettoriale. Definizione di versore. Versori ortogonali. Componente e modulo di un vettore. Calcolo della somma/differenza di vettori con le componenti. Prodotto scalare tra due vettori. Proprietà del prodotto scalare. Scomposizione di un vettore. Calcolo del prodotto scalare con le componenti. Prodotto vettoriale tra due vettori. Proprietà del prodotto vettoriale. Calcolo del prodotto vettoriale con le componenti.
Cinematica
Il moto e lo schema del punto materiale. Equazione vettoriale del moto, equazione della traiettoria e legge oraria. Il vettore velocità. Rappresentazione intrinseca e cartesiana della velocità. Il vettore accelerazione. Rappresentazione intrinseca dell'accelerazione. Moti uniformi e con accelerazione scalare costante. Moti rettilinei e circolari. Moto oscillatorio armonico. Moto con accelerazione costante: caduta dei gravi.
I Principi della Dinamica
Forze. Reazioni vincolari. Attrito. Il primo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Il secondo principio della dinamica. Massa inerziale. Principio di azione e di reazione. Quantità di moto e impulso. Conservazione della quantità di moto. Momento angolare e sua conservazione. Interazione gravitazionale.
Applicazioni dei Principi della Dinamica
Forze costanti. Forze elastiche. Il pendolo semplice. Attrito statico e dinamico.
Dinamica dei moti circolari. Dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali.
Energia e Lavoro
Lavoro di una forza. Potenza. Lavoro della risultante di un insieme di forze. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Calcolo del lavoro di una forza conservativa. Energia meccanica e sua conservazione. Forze non conservative.
Fluidi
Campi scalari e vettoriali. Leggi di Pascal e Stevino. Principio di Archimede. Fluidi in moto. Teorema di Bernoulli. Viscosità. Legge di Poiseuille e sedimentazione. Tensione superficiale. Legge di Laplace e capillarità.
Elettrostatica
Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campi elettrici. Linee di forza del campo elettrico. Il potenziale elettrico. Moto di cariche in un campo elettrico. Superfici equipotenziali. Conduttori e isolanti. La legge di Gauss. Polarizzazione dei dielettrici. Capacità elettrica. Capacità di un conduttore isolato. Condensatori. Capacità di un condensatore piano. Capacità in serie e parallelo. Densità di energia di un campo elettrico.
Correnti elettriche e circuiti
Intensità di corrente. Resistenza. Conduttori e legge di Ohm. Generatori di tensione continua. Forza elettromotrice e resistenza interna. L'energia dissipata in un resistore. Resistori in serie e parallelo. Le regole di Kirchhoff. Circuito RC.
Magnetostatica
Il campo magnetico. Teorema di Gauss per B. Forza di Lorentz. Moto di una
carica in un campo magnetico. Prima e seconda legge di Laplace. Momenti
meccanici su spire. Sorgenti del campo magnetico. Forze tra circuiti. Legge di
Ampere.
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Circuiti RL. Energia
magnetica e densità magnetica. Equazioni di Maxwell in forma integrale. Cenni
sulle onde elettromagnetiche.
Ottica
Principio di Huygens-Fresnel. Interferenza da 2 sorgenti e da N sorgenti.
Diffrazione da una fenditura. Reticolo di diffrazione. Polarizzazione. Riflessione.
Rifrazione. Dispersione.
Esercitazioni di Laboratorio
Parte teorica
Cenni di teoria degli errori: Media aritmetica. Varianza. Deviazione standard.
Correlazione. La legge dei grandi numeri. Il valore di aspettazione. La
distribuzione di Gauss. Teorema del limite centrale. Media pesata. Propagazione
degli errori. Errori di misura casuali e sistematici. Interpolazione lineare.
Parte pratica
1) Verifica della distribuzione gaussiana nella misura ripetuta di una
grandezza fisica.
2) Misura di una grandezza fisica meccanica e/o fluidodinamica (per esempio:
accelerazione di gravità, densità e viscosità di un fluido, ...).
3) Misure di resistenze con il metodo voltamperometrico.
4) Misura della costante di tempo di un circuito RC ed RL (o in alternativa
misura della lunghezza d'onda con il reticolo di diffrazione).
D. Halliday, R. Resnick e J. Walker, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana
P. Mazzoldi, M. Nigro e C. Voci, Elementi di Fisica, EdiSES
J.S. Walker, Fondamenti di Fisica, Zanichelli
R. Wolfson, Fisica, Pearson Addison Wesley