FISICA
Prof. Enrico Maglione
Dip. Di Fisica, Via Marzolo 8
email: [email protected]
tel.:
049-8277189
web: http://www.pd.infn.it/~maglione
lucidi
http://www.pd.infn.it/~maglione/corso2009
ppt  http://www.openoffice.org
Laboratorio
Esperimenti
(16.30 -18.30)
2-3 Febbraio
16-17 Febbraio
23-24 Febbraio
2 Marzo (recupero)
Esame (laboratorio)
Relazioni (di gruppo)
0,1,2 punti
ESAME
Scritto
A quiz con risposte multiple
(risposte errate penalizzate)
•
•
? Marzo
? Aprile
Testo consigliato
Fondamenti di Fisica (Sesta Edizione)
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker
Casa Editrice Ambrosiana
(http://www.ceaedizioni.it/ita/scheda_libro.asp?idlibro=570)
Programma
Fisica
Dal greco physiké, "studio metodico della natura",
scienza che indaga i fenomeni che si manifestano in
natura (in greco phýsis),





Meccanica
Termologia
Elettrologia
Magnetismo
Ottica
Meccanica
Teoria che si occupa del movimento dei corpi
State guidando e improvvisamente vedete
una lastra di ghiaccio sulla strada.
Cosa fate?
a) Chiudete gli occhi e cercate di non
pensare al problema
b) Aprite la portiera e saltate fuori
c) Frenate di colpo
d) Accelerate
e) Premete la frizione
Avete affrontato una curva a velocità
troppo elevata e la vostra auto inizia
a sbandare. Cosa fate?
(spoiler – alettoni)
proper landing techniques for parachutes
Senza paracadute ~ 200 km/h
Con paracadute ~ 20 km/h
Velocità della pioggia
Diametro
Velocità
Goccia piccola
0.5 mm
2 m/s
Goccia media
2.0 mm
6.5 m/s
Goccia grande
4.0 mm
8.8 m/s
Quanto può essere grande
il più grande vertebrato?
Fluidodinamica
Velocità e moto del sangue nei vasi
sanguigni (arterie – capillari)
Il problema della giraffa
Jesus Lizard
Moloch horridus
(Thorny Devil)
Kalbarri National Park
http://www.asknature.org/
Termologia
Branca della Fisica che studia i fenomeni
legati al calore


Perchè battiamo i denti (o tremiamo)
quando sentiamo freddo?
Perchè sudiamo quando facciamo uno
sforzo? (calore latente (sudorazione) ≈ 580
kcal/l )
Perchè gli elefanti africani hanno le orecchie
grandi?
Il più piccolo mammifero
Craseonycteris thonglongyai
Bumble bee bat
~ 1.7 - 2. g
30 - 40 mm
Fiume Kwai (Tailandia)
Suncus etruscus
1.2 - 2.7 g
36 - 53 mm
Mediterraneo
Batodonoides vanhouteni
(Eocene)
~1.3 g
http://www.sizes.com/natural/mammals.htm
Elettrologia e
Magnetismo
Studia i fenomeni fisici di natura
elettrica e magnetica
Velocità di un impulso elettrico in una
fibra nervosa:
http://www.nd.edu/~nsl/Lectures/mphysics
Calamita
Ottica
Studia le proprietà della luce e
l'interazione della luce
con la materia
Il raggio verde (blu)
Arcobaleno
Sistema Internazionale
Unità di misura
1889 – Conférence Générale des
Poids et Mesures
Bureau International des Poids et Mesures
http://www.bipm.org/en/home/
MKS
1971 - 14a Conférence Générale des
Poids et Mesures
S. I.
7 grandezze a scala umana
Altri sistemi: CGS
Unità fondamentali
sistema SI
Quantità
Fisica
Sim
bolo
Nome
unità SI
Simbolo
unità SI
Lunghezza
l
metro
m
Massa
m
Kilogrammo kg
Tempo
t
secondo
s
Corrente
I
ampere
A
Temperatura
T
kelvin
K
Quantità di
sostanza
Intensità
luminosa
n
mole
mol
I
candela
cd
Unità derivate
Quantità
Fisica
Nome SI
Simbolo
SI
Equivalenza
Area
m2
Volume
m3
Velocità
m s-1
Accelerazione
m s-2
Forza
Newton
N
kg m s-2
Energia
Joule
J
Nm
Frequenza
Hertz
Hz
s-1
Prefissi
10n
Prefisso
Simbolo
Nome
1018
exa
E
Trilione
1015
peta
P
Biliardo
1012
tera
T
Bilione
109
giga
G
Miliardo
106
mega
M
Milione
103
kilo
k
Mille
102
etto
h
Cento
101
deca
da
Dieci
10-1
deci
d
Decimo
10-2
centi
c
Centesimo
10-3
milli
m
Millesimo
10-6
micro
μ
Milionesimo
10-9
nano
n
Miliardesimo
10-12
pico
p
Bilionesimo
10-15
femto
f
Biliardesimo
10-18
atto
a
Trilionesimo
Lunghezza
1792 - 1/10.000.000 parte della
distanza tra il polo nord e
l’equatore
1889 -
Barra di platino-iridio
1960 - 1650763.73 lunghezze d’onda 86Kr
1983 - Lunghezza percorsa dalla luce nel
vuoto in un tempo di
1/299792458 secondi
http://mimp.mems.cmu.edu/~ordofmag/dischart.htm
“powers of ten” su google video
http://sunshine.chpc.utah.edu/labs/cosmic_zoom/cosmic_zoom2.swf
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/
http://microcosm.web.cern.ch/microcosm/P10/italian/P15.html
http://www.videosift.com/video/Powers-of-ten-Simpsons-version
Massa
Inizi 800 – Il kilogrammo venne definito
come la massa di un litro di
acqua pura, alla temperatura
di 4 gradi Celsius a pressione
atmosferica standard
1889 - massa del prototipo internazionale
del kilogrammo, (lega di platino e
iridio) e misura 39 mm in altezza e
diametro
Alcune misure di
massa
Oggetto
Universo
Galassia
Sole
Luna
Massa (kg)
1 · 1053
2 · 1041
2 · 1030
7 · 1022
Montagna
Transatlantico
Elefante
Uomo
Granello polvere
Penicillina
Atomo Uranio
Protone
Elettrone
1 · 1012
7 · 107
5 · 103
7 · 10
7 · 10-10
5 · 10-17
4 · 10-25
2 · 10-27
9 · 10-31
Tempo
1/86.400 del giorno solare medio
1956 - 1/31.556.925,9747 dell’anno
per il 1 gennaio 1900 alle ore 12
1967 - la durata di 9.192.631.770 periodi
della radiazione corrispondente alla
transizione tra due livelli iperfini,
dello stato fondamentale dell'atomo
di Cesio-133
Alcune misure di
tempo
Intervallo
Vita del protone
Età dell’Universo
Piramide di
Cheope
Vita umana
media
Anno
Giorno
Battito cardiaco
Muone
Particelle instabili
Tempo di Planck
Secondi
1 · 1039
5 · 1017
1 · 1011
2 · 109
3 · 107
9 · 104
8 · 10-1
2 · 10-6
1 · 10-23
1 · 10-43
Problemi
1)
1 pollice (inch) corrisponde a circa
2.54 cm. A quanti pollici
corrisponde 1 m ?
(http://www.buildlab.com/article/70)
2) Il tachimetro della vostra auto segna
120 km/h.
A quanti m/s state viaggiando?
3) a) Ammettendo che la massa volumica
(massa/volume) dell’acqua sia 1g/cm3 ,
esprimete la massa volumica dell’acqua
in kg/m3 .
b) Supponete che occorrano 10 ore per
svuotare un recipiente di 5700 m3 d’acqua.
Qual è la portata massica, in kg/s,
dell’acqua scaricata?
1)
1 pollice (inch) corrisponde a circa
2.54 cm. A quanti pollici
corrisponde 1 m ?
(http://www.buildlab.com/article/70)
1 inch = 2.54 cm
1
1 cm 
inch  0.394 inch
2.54
1 m  100 cm  100  0.394 inch  39.4 inch
2) Il tachimetro della vostra auto segna
120 km/h.
A quanti m/s state viaggiando?
1 km = 1000 m
120 km/h = 120 · 1000 m/h = 120000 m/h
1 h = 3600 s
120 km/h = 120000 m/h = 120000/3600 m/s
120 km/h ≈ 33.3 m/s
a) Ammettendo che la massa volumica (massa/volume)
dell’acqua sia 1g/cm3 , esprimete la massa
volumica dell’acqua in kg/m3 .
b) Supponete che occorrano 10 ore per svuotare un
recipiente di 5700 m3 d’acqua. Qual è la portata
massica, in kg/s, dell’acqua scaricata?
1 g = 10-3 Kg
1 m = 100 cm  1 cm = 10-2 m
1 cm3 = (10-2)3 m3 =10-6 m3
1g / cm3 = 10-3 Kg / (10-6 m3)
1g / cm3 = 10-3 106 Kg / m3
1g / cm3 = 103 Kg / m3
Massa = 5700 m3 · 103 Kg / m3
= 5.7 106 Kg
10 h = 10 ·3600 s = 3.6 10 4 s
portata = massa / tempo = 5.7 106 Kg / (3.6 10 4 s)
portata ≈ 158.3 Kg / s