Fisica 2018/2019 Lezione 1 01/10/18

Fisica per Scienze Geologiche

e Scienze Ambientali e Naturali

Anno Accademico 2018/2019

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Informazioni pratiche• Docente: Dr. Rudolf Oldeman • oldeman@unica.it• Dip. di fisica, uff. 2C28. Monserrato 070-6754819

• I sem: Lezioni frontali: 48h, esercitazioni: 20h• Aula C, asse didattico 1, Monserrato• lezioni: lu 11:00-13:00, ma 11:00-13:00• esercitazioni scienze geologiche: ve 15:00-17:00 aula 208

esercitazioni scienze naturali: ma 9:00-11:00 aula C

• II sem: Laboratorio: 24h (solo scienze geologiche)• Laboratorio didattico, asse didattico 2, Monserrato• orario da stabilire

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Argomenti

Introduzioneunità di misura

Meccanicale leggi di Newton

Meccanica dei fluidipressione, viscosità

TermodinamicaCalore, proprietà dei gas

Ondesuono, interferenza

Otticalenti, diffrazione

Elettromagnetismocariche, correnti, magnetismo

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Esame• Scienze naturali (6CFU): Esame orale (30 punti)• Scienze geologiche (8 CFU): Esame orale (24 punti) e

relazioni di laboratorio (6 punti)• Possibilità di 2 punti bonus test di Moodle

• 1 test al settimana • apre martedì, chiude domenica• max 3 tentativi al test

• score ≥80% su ≥80% dei test: 2 punti bonus• score ≥60% su ≥60% dei test: 1 punto bonus

• Appelli:• Scienze geologiche: 21/1/2019, 4/2/2019, 10/6/2019,

9/7/2019, 30/7/2019, 17/9/2019• Scienze naturali: 28/1/2019, 4/2/2019, 25/2/2019,

17/6/2019, 9/7/2019, 2/9/2019

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Pagina web 'classica'• http://webca.ca.infn.it/oldeman/fisica1819

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Moodle• Iscrivetevi alla pagina

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moodle.unica.it -> login esse3 -> Facolta di scienze -> LT scienze geologiche -> fisica R. Oldeman

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LibroJames S Walker“Fondamenti di Fisica”PearsonQuinta edizionePearsonAmazon

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Introduzione alla fisicaLezione 1, 1/10/2018, JW 1.1-1.5, 1.11

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1. La fisica e le leggi della natura

"L'obiettivo della fisica è quello di raggiungere una comprensione sempre più approfondita del mondo universo nel quale viviamo"

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1. La fisica e le leggi della natura

È essenziale conoscere il 'linguaggio' della fisica:

Il sistema di unità di misura

I metodi di calcoloLe notazioni matematiche

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Unità di misura• Per applicare le leggi della fisica, occorre

effettuare misure delle grandezze• Per misurare una grandezza fisica, si deve

confrontare con un'unità di misura• cioè, confrontare quante volte l'unità di misura è

contenuta nella grandezza

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Le grandezze e unità fondamentali del Sistema Internazionale (SI)• 1960: XI Conferenza Generale dei Pesi e Misure di Parigi

seleziona 7 grandezze fondamentali e le corrispondenti unità: il Sistema Internazionale (SI)

• Tutte le altre unità di misura vengono dette unità derivate• e.g. velocità (! "#$), accelerazione (! "#%), forza (&' ! "#%), etc.

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2. Unità SI di lunghezza, massa e tempoLunghezza: il metroNel 1793: un decimilionesimo della distanza tra il Polo Nord e l’equatore.Dal 1983: la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in 1/299 792 458 di secondo.

Massa: il kilogrammoIl kilogrammo è la massa di un particolare cilindro di platino-iridio depositato presso l’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure a Sèvres, in Francia.

NB: massa ≠ peso!

Tempo: il secondoIl secondo è il tempo che occorre alla radiazione emessa da un atomo di Cesio 133 per compiere 9 192 631 770 oscillazioni.

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2. Unità di lunghezza, massa e tempo

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2. Unità di lunghezza, massa e tempo

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2. Unità di lunghezza, massa e tempo

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Altre unità SI (unità derivate)

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2. I prefissi standard

1mm = 10%&m = 0,001m1mg = 10%&g = 10%)kg

500µs = 500 . 10%)s = 0,0005s

1mm2 = 10%&m . 10%&m = 10%)m21km3 = (103m)3 = 109m3

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Analisi dimensionale• Dimensione = tipo di grandezza• senza tener conto delle unità

• Dimensione espressa con parentesi quadre: [ ]• lunghezza [L], tempo [T], massa [M]

• Qualsiasi formula valida in fisica deve essere dimensionalmente consistente• tutti i suoi termini devono avere le stesse dimensioni.

• Verifica: & = &( + *+[L] = [L] + [L]/[T] - [T] : OK!

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4. Cifre significative

• Il risultato di una misura è noto solo con una certa precisione.

• e.g. misura di distanza con righello ! = 21,2cm• esatto per 21cm, incertezza sulla prima decimale

• Numero di cifre significative: numero di cifre che sono note con certezza più il primo numero incerto

• ! = 21,2cm ha 3 cifre significative

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Per moltiplicazioni e divisioni il numero di cifre significative corrisponde alla grandezza di minor precisione

!" =

$%,$'(),*+ = 2,4941176cms5% = 2,5cms5% (arrotondato)

Per somme e differenze il numero di decimali corrisponde alla grandezza con minor numero di decimali

16,74s + 5,1s = 21,84s = 21,8s (arrotondato)

4. Cifre significative

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4. La notazione scientificaGli zeri a sinistra della prima cifra ≠ 0 non contano

! = 0,000036s ha due cifre significative

Gli zero a destra dell'ultima cifra ≠ 0 sono ambigui

( = 2500m ha 2,3, o 4 cifre significative

Meglio la notazione scientifica

! = 3,6 , 10./s : due cifre significative

( = 2,5 , 100m : due cifre significative

( = 2,50 , 100m : tre cifre significative

( = 2,500 , 100m : quattro cifre significative

Inoltre, semplifica i calcoli: (1.67 , 10.45) , (5.97 , 1048) = (1.67 , 5.97) , (10.45 , 1024)

= 9.99 , 10.0

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Attenzione:

€ 2,21 + 8% IVA = € 2,3868, arrotondato a € 2,39

€ 1,35 + 8% IVA = € 1,458, arrotondato a € 1,46

Somma: € 2,39 + € 1,46 = € 3,85

€ 2,21 + € 1,35 = € 3,56

€ 3,56 + 8% IVA = € 3,8448, arrotondato a € 3,84

Suggerimento:

Non arrotondare i risultati intermedi

o mantenere un decimale in più per i risultati intermedi.

4. Errori di arrotondamento

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5. Conversione di unità di misuraFattore di conversione e.g. 1m = 3,281ft , o *+

,,-.*/0 = 1

Moltiplicare per 1:

316ft = 316ft 2 1 = 316ft 2 1m3,281ft = 96,3m

Anche l'inverso:

26,4m = 26,4m 2 1 = 26,4m 2 ,,-.*/0*+ = 86,6ft

Anche composto:

3,00 ⁄mi h = 3,00 mi/h 2 :-.;/0*+< 2*+

,,-.*/0 2*=

,>;;? = 1,34m/s24

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11. La risoluzione dei problemi nella fisica

1. leggere il problema con attenzioneinformazioni esplicite e implicite

2. fare un disegno schematico del sistema

3. visualizzare il processo fisico

4. costruire una strategiaindividuare il processo fisico

5. identificare le equazioni appropriate

6. risolvere le equazionivalori numerici solo alla fine

7. verificare la rispostacorrette dimensioni? risultato ragionevole?

8. esplorare i casi limite o i casi particolari.e.g. !1 = 0 o!1 = !2

"La risoluzione dei problemi è un attività creativa"

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Verifiche (1)

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Verifiche (2)

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