- Oggetto:
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Fisica con Laboratorio Corso A
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Physics with Laboratory
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Anno accademico 2018/2019
- Codice dell'attività didattica
- MFN1296
- Docenti
- Prof. Roberto Tateo (Titolare del corso)
Dott. Enrico Arnone (Titolare del corso) - Corso di studi
- Laurea Triennale in Scienze Naturali D.M. 270
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo semestre
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 9
- SSD dell'attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
- Conoscenze di base di: analisi, geometria, trigonometria, calcolo integrale e differenziale.
- Propedeutico a
- Astronomia
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti:
* conoscenze teoriche di base per la fisica classica con particolare riferimento alla meccanica, ai fluidi, alla termodinamica, alle onde meccaniche e all'ottica geometrica;
* conoscenze di base dell'analisi statistica per gli errori casuali;
* istruzioni per l'utilizzo di semplici apparecchiature;
The teaching aims to provide students with:
* basic theoretical knowledge of classical physics with particular reference to mechanics, fluids, thermodynamics, mechanical waves and geometric optics;
* basic knowledge of statistical analysis of random errors;
* instructions for the use of simple laboratory equipment;
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Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
* una buona conoscenza di base sui principali concetti di fisica classica;
* capacità di interpretare e di utilizzare formule ed equazioni di fisica classica;
* dimestichezza con la raccolta e l'elaborazione dei dati in laboratorio;
* capacità di utilizzare strumenti matematici per la risoluzione di problemi di base di fisica.
Knowledge and understanding:
* good basic knowledge on the main concepts of classical physics;
* ability to interpret and use formulas and equations of classical physics;
* familiarity with collecting and processing data in the lab;
* ability to use mathematical tools to solve basic physical problems.
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Modalità di insegnamento
L'insegnamento consiste in circa 60 ore di attività teorica in aula suddivise in 48 ore di insegnamento frontale e circa 12 di tutoraggio per la risoluzioni di esercizi.
In aggiunta sono previste 4 o 5 esperienze in laboratorio e diverse ore di supporto alla preparazione delle relazioni scientifiche.
Mentre la frequenza alle lezioni teoriche è facoltativa, la partecipazione alla esperienze di laboratorio è obbligatoria.
The teaching consists in about 60 hours of theory activity divided in frontal lectures (48 hours) and problem-solving training (about 12 hours).
In addition, 4 or 5 laboratory experiences and several hours of support for the preparation of scientific reports are provided.
While the attendance to the theory lectures is optional, participation in laboratory experiments is compulsory.
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Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame è costituito da una prova scritta, della durata tipica di due ore, nella quale viene richiesto di risolvere due o tre problemi di fisica simili a quelli svolti in classe e/o di rispondere ad una domanda di teoria.
Viene verificata sia la capacità di comprensione del testo, di contestualizzazione del problema all'interno del programma svolto in aula.
Viene giudicato il rigore matematico attraverso il corretto utilizzo del formule, delle corrette unità di misura e della consistenza dimensionale nei diversi passaggi algebrici.
Il giudizio finale terrà conto del risultato dello scritto e del voto ottento per le relazioni legate alle esperienze di laboratorio.
The exam consists of a written test of a typical two-hour duration, in which two or three physical problems are solved similar to those done in class and / or answering a theory question.
Both the ability to understand the text and the contextualization of the problem within the classroom program are verified.
Mathematical rigor is judged by the correct use of formulas, correct units of measure and dimensional consistency in the various algebraic steps.
The final mark will take into account the result of the written exam and the evaluation of laboratory reports .
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Programma
* Il concetto di misura, le unità di misura e le grandezze fisiche.
* Analisi dimensionale. Cifre significative e decimali.
* Sensibilità e precisione degli strumenti di misura.
* Misure ripetute: media aritmetica e curva di Gauss.
* Moto rettilineo uniforme.
* Velocità media e velocità istantanea.
* Accelerazione media ed istantanea.
* Moto uniformemente accelerato,
* Caduta verticale dei gravi.
* Il moto di un proiettile.
* Moto circolare uniforme.
* Primo, secondo e terzo principio della dinamica.
* Il centro di massa.
* Le forze di attrito.
* La quantità di moto.
* Urto completamente elastico.
* Energia e trasferimento di energia.
* Lavoro svolto da una forza variabile.
* Lavoro svolto da una molla.
* Energia cinetica e energia potenziale.
* Forze conservative.
* Urto completamente anelastico.
* Equilibrio idrostatico di un fluido incomprimibile.
* Legge di Stevino e principio di Pascal.
* La pressa idraulica.
* Il principio di Archimede.
* Equazione di Bernoulli.
* Sistema termodinamico.
* Equilibrio termico e temperatura.
* Dilatazione termica.
* Natura del calore.
* Equivalenza tra calore ed energia.
* I calori latenti.
* Il primo principio della termodinamica.
* Lavoro di un gas.
* I gas perfetti.
* La scala Kelvin delle temperature.
* La legge dei gas perfetti.
* L'energia interna.
* Espansione libera di Joule-Thomson.
* Calore specifico a pressione e a volume costante.
* Espansione adiabatica di un gas perfetto e le tre equazioni di Poisson.
* La seconda legge della termodinamica e le macchine termiche.
* Ottica geometrica: rifrazione e la riflessione.
* L'indice di rifrazione.
* Approssimazione di Gauss.
* La legge di Snell.
* Riflessione totale.
* Lo specchio piano.
* Tipi di lente.
* Immagine reale e virtuale.
* La lente di ingrandimento.
* Il microscopio ottico.
* Il Sole e l'aurora boreale
* The concept of measurement, the measurement units and the physical quantities.
* Dimensional analysis.
* Significant decimal places.* Sensitivity and accuracy of measuring instruments.
* Repeated measures, arithmetic mean and the Gauss curve.* Uniform motion.
* Average speed and instantaneous speed.
* Average and instantaneous acceleration.
* Unifomely accelerated motion.
* Vertical falling bodies.
* The motion of a bullet.
* Uniform circular motion.* First, second and third law of motion.
* The center of mass.* The friction forces.
* The quantity of motion.
* Completely elastic scattering.
* Energy and energy transfer.
* Work done by a variable force.
* Work done by a spring.
* Kinetic and potential energy.
* Conservative forces.
* Completely inelastic collisions.
* Hydrostatic equilibrium of an incompressible fluid.
* Stevino's law and Pascal's principle.
* The hydraulic pressure.
* Bernoulli's equation.
* Thermodynamic systems.* Heat balance and temperature.
* Thermal expansion.* The nature of the heat.
* Equivalence between heat and energy.
* The latent heats.
* The first law of thermodynamics.
* Work done by a gas.
* The ideal gas.
* Kelvin temperature scale .
* The ideal gas law.
* The internal energy.
* Free Joule-Thomson expansion.
* Specific heat at constant volume and pressure.
* Adiabatic expansion of an ideal gas and the three equations by Poisson.* The second law of thermodynamics and heat engines.
* Geometrical optics: refraction and reflection.
* The index of refraction.* Gauss approximation.
* The Snell's law.* Total reflection.
* The plane mirror.
* Lens types.
* Real and virtual image.
* Magnifying glass.
* The optical microscope.Testi consigliati e bibliografia
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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet.
I testi base consigliati per eventuali approfondimenti:
Ezio Ragozzino " Elementi di Fisica", EdiSES.
Serway-Jewett "Principi di Fisica", EdiSES.
The lecture notes are available on the website.
The texts recommended for further insights are:
Ezio Ragozzino, "Elements of Physics", EdiSES.
Serway-Jewett, "Principles of Physics", EdiSES.
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Orario lezioni
Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.
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