FISICA 1
AULA V
Orario
Martedì
AULA V
AULA V
Mercoledì
Giovedì
10.00 – 11.00
11.00 – 12.00
Lezione
Lezione
Esercitazioni
12.00 – 13.00
Lezioni: Prof. Nichi D’Amico [email protected]
Esercitazioni: Dr.ssa Stefania Furcas
OTTOBRE
NOVEMBRE
329 660 3828
DICEMBRE
Parziali
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
60 ore di lezione (3h x 20)
(2 Lezioni la settimana  10 settimane)
20 ore di esercitazioni (2h x 10)
(1 Esercitazione la settimana  10 settimane)
12
1
Libro di testo:
Le lezioni e le esercitazioni, nonché il flusso degli argomenti del programma, si
ispirano prevalentemente ad un testo che ormai è diventato un classico:
Halliday & Resnick
FISICA GENERALE - Volume I
Per studenti di Fisica e Ingegneria
L’ultima edizione è la V Edizione:
Resnick, Halliday & Krane
Fisica 1
2
Prima di passare ad una rapida descrizione del corso, consentitemi di fare un po’ di
pubblicità ad alcune cose che potrebbero essere di vostro interesse. Sono cose di cui
NON possiamo trattare nell’ambito di questo corso, ma che potrebbero essere di interesse
per il vostro piano di studi.
3
Nell’ambito dell’offerta formativa del Corso di Studi in Fisica, è disponibile uno
STAGE (3CFU) con il quale in tre giorni di attività guidata presso il sito di SRT si
può ottenere il Patentino di Operatore del Radiotelescopio
L’attività è classificata come «Corso seminariale» ed è gestita da:
Alberto Pellizzoni – Osservatorio Astronomico di Cagliari
[email protected]
5
Programma
1 - Nozioni Introduttive
Grandezze fisiche. Il sistema Internazionale delle unità di misura. Lunghezza, Tempo e Massa.
Accuratezza delle misure e cifre significative. Analisi dimensionale. Grandezze scalari e grandezze
vettoriali. Proprietà dei vettori.
2 - Cinematica
Il moto. Posizione e spostamento. Velocità media ed istantanea. Accelerazione. Moto
uniformemente accelerato. Accelerazione nel moto di caduta libera. Estensione al caso
bidimensionale. Moto di proiettili. Moto circolare uniforme: velocità angolare, accelerazione
centripeta. Moti relativi. Sistemi di riferimento inerziali.
3 - Dinamica
Leggi di Newton. Prima legge di Newton. La Forza. La Massa. Seconda legge di Newton. Forze
Particolari. Terza legge di Newton. Attrito e sue proprietà. Dinamica del moto circolare uniforme.
Energia cinetica. Il lavoro. Lavoro ed energia cinetica. Lavoro della forza peso. Lavoro svolto
dalle forze variabili. Lavoro svolto da una molla. Potenza. Forze conservative ed energia
potenziale. Energia meccanica e sua conservazione. Curve della energia potenziale. Conservazione
della energia.
Quantità di moto. Quantità di moto per un sistema di punti materiali. Conservazione della
quantità di moto. Sistemi a massa variabile. Urti. Impulso e quantità di moto. Quantità di moto ed
energia cinetica negli urti. Urti anelastici ed elastici.
Etc … (4- Dinamica Rotazionale; 5- Oscillazioni; 6- Onde; 7- Termodinamica)
6
Prima lezione (domani)
La trattazione dei primi argomenti come i sistemi di unità di misura, la definizione delle
grandezze fisiche fondamentali, come lunghezza, massa e tempo, l’analisi dimensionale,
le grandezze vettoriali, etc… anche se a prima vista può risultare un po’ tedioso, è
propedeutico per la trattazione rigorosa degli argomenti fondamentali della Fisica
(per esempio la legge di conservazione della Quantità di Moto, la legge di Conservazione
dell’Energia, etc…)
Per rendere questo primo approccio meno noioso e soprattutto per fare emergere
in voi stessi l’esigenza di definire tutte queste questioni preliminari, durante la prima
lezione proverò a farvi fare un balzo in avanti.
7
Nella prima lezione vedremo di sfruttare la nostra esperienza quotidiana (e non
necessariamente le nozioni di Fisica che abbiamo acquisito al Liceo) per renderci
conto che con alcuni semplici esperimenti simulati, possiamo avvicinarci alla
comprensione e alla formulazione di importanti Leggi della Fisica, per esempio la
Conservazione della Quantità di Moto e la Conservazione dell’Energia.
Ovviamente potremo farlo solo in modo qualitativo, ma ci servirà per renderci conto
che se ci mettiamo d’accordo sulla definizione di alcune grandezze fisiche fondamentali,
se ci mettiamo d’accordo sulle unità di misura di queste grandezze, e se entriamo
in possesso di alcuni semplici strumenti di calcolo, allora la comprensione e la definizione
operativa di queste Leggi sarà semplice.
E soprattutto saremo in grado di applicarle
8
Per esempio fa parte della nostra esperienza quotidiana il fatto che se una biglia
che si muove con una certa velocità incide su una biglia più leggera….
Una biglia si trova lungo il percorso di un’altra biglia
Con l’urto, la biglia bersaglio di schizza via con una velocità v2 > v1
9
Viceversa:
Se una biglia di che si muove con una velocità
v1 urta contro la biglia più pesante …
Con l’urto, la biglia bersaglio acquista una velocita v2 < v1
10
Non siamo ancora in grado di quantificare questo fenomeno perché non ci siamo ancora
messi d’accordo per esempio su come si misura la velocità, però non c’è dubbio che
il fenomeno è interessante e potrebbe rivelarci l’esistenza di qualche Legge della Fisica.
Nel corso della prima lezione proveremo a immaginare cosa fare per approfondire meglio
il fenomeno (misure ?, grafici ? formule ?) mettendo quindi meglio a fuoco di quali
strumenti di lavoro avremmo bisogno per studiare in dettaglio la cosa.
11
Poi proveremo a immaginare un altro esperimento
Possiamo ripetere l’esperimento con una delle nostre biglie, e noteremo
che all’inizio la velocità è zero, al centro della buca raggiunge un certo valore
massimo e poi torna a zero
Velocità = 0
Velocità = 0
Velocità = max
E possiamo facilmente renderci conto che se non fermiamo la biglia quando arriva sulla
sponda, il processo dura all’infinito
Velocità = 0
Velocità = 0
Velocità = max
Noteremo anche che se lasciamo libera la biglia da una altezza inferiore, la velocità
massima che misuriamo al fondo della buca è inferiore a quella precedente.
Velocità = 0
Velocità = 0
Velocità = max ma più bassa della precedente
E poi ci ricorderemo che esistono altri fenomeni di vita quotidiana in cui gli effetti
della caduta di una biglia dipendono dall’altezza da cui cade. Ci chiederemo se
questo ha a che fare con la velocità massima che acquista la biglia in una buca
a secondo dell’altezza da cui cade….
h2 > h1
h1
16
Che cosa hanno in comune i due esperimenti ?
Di nuovo, nella lezione di domani, proveremo a immaginare cosa fare per approfondire
Meglio il fenomeno (misure ?, grafici ? formule ?) mettendo quindi meglio a fuoco di quali
strumenti di lavoro avremmo bisogno per studiare in dettaglio la cosa.
17
In sostanza ci renderemo conto che per studiare questi fenomeni, e per giungere quindi alla
formulazione delle Leggi che ci servono, occorre innanzi tutto mettersi d’accordo
sulle unità di misura delle grandezze fisiche, Occorre mettersi d’accordo sui
campioni di riferimento, per poi passare alla stessa definizione operativa delle varie
grandezze in questione e cioè:
COME LE DEFINISCO, COME LE MISURO, COME RAPPRESENTO I MIEI DATI….
18