Metodi di Osservazione e Misura - Programma del corso

Corso di Laurea in Informatica
e Tecnologie per la Produzione del Software
A.A. 2010/11

Metodi di Osservazione e Misura

Docente: Piergiorgio Fusco

Finalità del corso

Obiettivi formativi
Conoscenza dei metodi di osservazione, misura e analisi di fenomeni fisici. Conoscenza di elementi di fisica generale. Applicazione alla analisi e alla risoluzione di semplici problemi.

Obiettivi professionalizzanti
Consolidamento di una mentalità logico-scientifica nell’approccio a problemi di carattere generale e nella loro risoluzione.

Prerequisiti

Il formalismo utilizzato è semplificato: per seguire gli argomenti trattati è sufficiente una discreta padronanza della matematica della scuola superiore e una conoscenza, almeno a livello elementare, dei principali strumenti della trigonometria e dell’analisi matematica.

Programma del corso

Fondamenti
La fisica ed il metodo sperimentale. Osservazione e misura. Grandezze fisiche. Unità di misura. Errori di misura e loro trattazione. Sistemi di riferimento. Vettori e scalari. Operazioni con i vettori.

Meccanica del punto materiale
Studio del moto unidimensionale e tridimensionale: posizione, spostamento, velocità, accelerazione. Applicazione a casi sperimentali: moto rettilineo, moto di proiettili, moto circolare. Forza. Massa. Le leggi di Newton e il loro significato. Applicazione a casi sperimentali: forza peso, reazione vincolare, tensione di fili, forza elastica, attrito, forze centripete. Lavoro: definizione ed esempi di calcolo. Energia cinetica. Potenza. Forze conservative e non conservative. Energia potenziale. Energia meccanica. Lavoro della forza d'attrito. Conservazione dell'energia. Applicazioni: piani inclinati, carrucole, molle, pendolo semplice.

Meccanica dei sistemi di punti materiali e dei corpi rigidi
Centro di massa. Forze interne ed esterne. Leggi della dinamica dei sistemi di punti materiali. Quantità di moto e sua conservazione nei sistemi di punti materiali. Corpi rigidi. Moto rototraslatorio e sua descrizione. Momento di una forza. Momento d'inerzia. Calcolo del momento d'inerzia e teorema di Steiner. Leggi della dinamica dei corpi rigidi. Energia cinetica rotazionale. Momento angolare. Conservazione del momento angolare. Rotolamento. Cenni sulla statica dei corpi rigidi. Applicazioni: corpi in moto traslatorio, rotatorio e rototraslatorio e in condizioni statiche.

Termologia
Temperatura. Osservazione e misura della temperatura. Calore. Equivalenza tra calore e lavoro. Principi della termodinamica.

Elettrologia
Forza di Coulomb. Campo elettrico. Legge di Gauss. Potenziale elettrico. Energia potenziale elettrostatica. Capacità elettrica. Condensatori in serie e in parallelo. Corrente elettrica. Legge di Ohm. Resistenza elettrica. Cenni sui semiconduttori. Generatori di corrente. Circuiti elettrici. Leggi di Kirchhoff. Carica e scarica di un condensatore. Circuiti RC. Elementi circuitali. Esempi di osservazione e misura di grandezze elettriche. Applicazioni: moto di particelle in campi elettrici, risoluzione di circuiti.

Magnetismo
Campo magnetico. Forza magnetica su una carica elettrica e su una corrente. Legge di Biot-Savart. Campo magnetico di un filo rettilineo. Legge di Ampère. Solenoidi. Induzione magnetica. Legge di Faraday. Induttanza. Proprietà magnetiche della materia. Misura di grandezze elettromagnetiche. Applicazioni: forza su particelle e su correnti in campi magnetici, campi magnetici generati da correnti, induzione magnetica.

Onde
Oscillazioni elettromagnetiche. Onde elettromagnetiche, luce e radiodiffusione.

Testo adottato

Halliday, Resnick, Walker
Fondamenti di Fisica (Vol. I: Meccanica, Termologia; Vol. II: Elettrologia, Magnetismo, Ottica)
Editrice Ambrosiana, Milano.

Altro testo consigliato

James S. Walker
Fondamenti di Fisica (1 - Meccanica, Elettromagnetismo, Termologia, Onde, Relatività)
Zanichelli Editore SpA, Bologna.

Testi di approfondimento

Marco Severi
Introduzione alla esperimentazione fisica
Zanichelli Editore SpA, Bologna.