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Orario Martedì Mercoledì Giovedì10.00 – 11.00

Lezione Lezione11.00 – 12.00 Esercitazioni 12.00 – 13.00

AULA V AULA V AULA V

Lezioni: Prof. Nichi D’Amico damico@oa-cagliari.inaf.it 329 660 3828 Esercitazioni: Dr.ssa Stefania Furcas

FISICA 1

OTTOBRE NOVEMBRE DICEMBREParziali

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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)

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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

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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.

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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

apellizz@oa-cagliari.inaf.it

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Programma1 - Nozioni IntroduttiveGrandezze 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 - CinematicaIl 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)

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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.

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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

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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

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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

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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.

Poi proveremo a immaginare un altro esperimento

Velocità = 0 Velocità = 0

Velocità = max

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 ma più bassa della precedente

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.

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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….

h1

h2 > h1

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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.

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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….